Yapay zeka ile titanyumdan daha hafif ve daha güçlü nanomalzemeler oluşturuldu

0

BEĞENDİM

ABONE OL

News

0

Toronto Üniversitesi Uygulamalı Bilimler ve Mühendislik Fakültesi’nden araştırmacılar, makine öğrenimini kullanarak çelik kadar sağlam, fakat strafor kadar hafif nanomalzemeler geliştirdi. Bu yenilik, otomotivden havacılığa kadar birçok kesimde büyük bir değişime yol açabilir.

Profesör Tobin Filleter liderliğindeki takım, olağanüstü direnç, hafiflik ve özelleştirilebilirlik sunan nanomalzemeler tasarlamayı başardı. Bu gereçler, sırf birkaç yüz nanometre çapında tekrarlayan küçük yapı taşlarından oluşuyor. Karşılaştırma yapmak gerekirse, 100 tanesi yan yana dizildiğinde lakin bir insan saç telinin kalınlığına ulaşabiliyor.

Titanyumdan 5 kat daha güçlü

Ekip, nano-ölçekli yapıların gerilim dağılımını optimize etmek ve dayanıklılığı artırmak için çok maksatlı Bayesian optimizasyon algoritmasını kullandı. Bu algoritma, sırf 400 data noktasına muhtaçlık duyarken, klâsik formüllerde 20.000’den fazla data gerekebiliyordu. Böylelikle, daha küçük fakat yüksek kaliteli bir bilgi kümesiyle tesirli bir formda çalışmak mümkün oldu.

Bu deney, bilim insanlarının nano mimarili materyalleri optimize etmek için makine tahsilini uyguladıkları birinci deney oldu. Çalışmanın baş muharriri Peter Serles, elde edilen sonuçların kendilerini şaşırttığını belirtti. Algoritma yalnızca evvelki başarılı dizaynları taklit etmekle kalmayıp, hangi geometrik değişikliklerin işe yaradığını tahlil ederek büsbütün yeni yapılar öngörebildi.

Araştırmacılar, iki foton polimerizasyonlu 3D yazıcı kullanarak deneysel doğrulama için prototipler üretti. Sonuç olarak, optimize edilmiş karbon temelli nano gereçler, mevcut dizaynların dayanıklılığını iki katına çıkardı ve yoğunluk başına dayanıklılıkta titanyumdan beş kat daha güçlü hale geldi.

Havacılık ve otomotivde potansiyeli çok büyük

Profesör Filleter, bu yeni gereçlerin uçak, helikopter ve uzay araçlarında ultra hafif bileşenler üretmek için kullanılabileceğini belirtiyor. Araştırmacılara nazaran, bir uçakta kullanılan titanyum bileşenlerin bu yeni materyal ile değiştirilmesi, her kilogram başına yılda 80 litre yakıt tasarrufu sağlayabilir. Bu da havacılığın karbon ayak izini kıymetli ölçüde azaltma potansiyeli taşıyor. Misal formda otomotiv sanayisinde kullanılması da araçların yükünü düşürecek, haliyle menzilin artmasına imkan tanıyacak.