با استحکام فولاد و سبکی فوم| موادی که می‌توانند صنعت هواپیما را متحول کنند!

محققان دانشگاه تورنتو در کانادا نانومواد فوق العاده قوی را با استحکام فولاد کربنی و فوم پلی استایرن سبک توسعه داده‌اند و چشم انداز‌هایی را در صنایع مختلف از خودرو گرفته تا هواپیما باز می‌کنند.

به گزارش مجله خبری نگار، این مواد که با استفاده از تکنیک‌های هوش مصنوعی توسعه یافته‌اند، استحکام بالا، وزن سبک و سفارشی سازی را ترکیب می‌کنند و آنها را برای کاربرد‌های پیشرفته ایده آل می‌کند.

محققان به سرپرستی پیتر سرلز، نویسنده اول این مطالعه، مواد معماری نانو را با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین طراحی کردند. این مواد از بلوک‌های ساختمانی کوچکی به اندازه چند صد نانومتر تشکیل شده‌اند و در ساختار‌های سه بعدی پیچیده‌ای به نام نانوشبکه قرار گرفته‌اند.

سرلز گفت که این مواد از تأثیر اصل "کوچکترین قوی‌تر است" در علم مواد بهره می‌برند و آنها را در مقایسه با وزن خود بسیار قوی و سفت و سخت می‌کند و بنابراین کارآمدتر و در کاربرد‌های متعدد استفاده می‌شود.

برای بهبود طراحی این مواد از یک الگوریتم یادگیری ماشین پیشرفته به نام بهینه سازی بیزی چند هدفه استفاده شد.

این الگوریتم از داده‌های شبیه سازی شده برای پیش بینی بهترین هندسه‌هایی که توزیع تنش را افزایش می‌دهند و نسبت قدرت به وزن را بهبود می‌بخشند، آموخته است.

سرلز افزود: "این اولین بار است که از یادگیری ماشین برای بهبود نانومواد استفاده می‌شود. ما از پیشرفت‌های قابل توجهی که الگوریتم ایجاد کرده است شگفت زده شدیم.

انتظار می‌رود این مواد منجر به توسعه اجزای فوق سبک برای کاربرد‌های فضایی و هوانوردی مانند هواپیما، هلیکوپتر و فضاپیما شود. این مواد می‌توانند مصرف سوخت را کاهش دهند و در عین حال ایمنی و عملکرد را حفظ کنند و به کاهش ردپای کربن صنعت هوافضا کمک کنند.

سرلز خاطرنشان کرد: "به عنوان مثال، اگر اجزای تیتانیوم را در یک هواپیما با این مواد جایگزین کنید، حدود ۸۰ لیتر سوخت در سال برای هر کیلوگرم مواد جایگزین شده صرفه جویی خواهید کرد. "

محققان اکنون بر بهینه سازی فرآیند تولید این مواد در مقیاس تمرکز می‌کنند تا امکان تولید قطعات در مقیاس بزرگ با هزینه موثر را فراهم کنند.

این مطالعه در مجله Advanced Materials منتشر شد.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری