Σκληρά σαν ατσάλι, ελαφριά σαν αφρός: Τα νέα υλικά που θα φέρουν επανάσταση στις μεταφορές

Μέχρι πρότινος, οι μηχανικοί υλικών έκαναν για χρόνια πειράματα για να βελτιστοποιήσουν την αντοχή και το βάρος των υλικών. Όμως τώρα, η τεχνητή νοημοσύνη αλλάζει σημαντικά το τοπίο, καθώς οι επιστήμονες μπορούν να σκανάρουν χιλιάδες διαφορετικά υλικά και νέα με καλύτερες ιδιότητες.

Η τεχνητή νοημοσύνη δείχνει τον δρόμο

Σύμφωνα με μια νέα μελέτη, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο και το Caltech ανέλυσαν έναν τεράστιο αριθμό νανοϋλικών, διερευνώντας ποια διοχετεύουν καλύτερα τις δυνάμεις που αναπτύσσονται από τα μεγάλα φορτία και κατέληξαν σε ένα που είναι ανθεκτικό σαν ατσάλι και ελαφρύ σαν αφρός συσκευασίας. Με την τεχνητή νοημοσύνη οι ερευνητές βρήκαν εντελώς νέες γεωμετρίες και κρυσταλλικά πλέγματα, τα οποία, όταν «εκτυπώθηκαν», έδωσαν αυτό το νέο υλικό που ήταν δύο φορές ισχυρότερο από προηγούμενα υλικά και πέντε φορές πιο ανθεκτικό από το τιτάνιο.

Η εξισορρόπηση αντοχής και σκληρότητας είναι και το πιο δύσκολο έργο στον συγκεκριμένο τομέα. Μια κεραμική πλάκα, για παράδειγμα, είναι σκληρή, αλλά θρυμματίζεται εύκολα. Μπορεί να μεταφέρει ένα δεδομένο φορτίο, αλλά χρειάζεται ειδικό χειρισμό. Το ίδιο πρόβλημα είχαν και τα πρώτα νανοϋλικά, τα οποία ήταν απίστευτα σκληρά, αλλά  εύθραυστα.

Που θα χρησιμοποιηθούν

Τα νέα ΑΙ νανοϋλικά, ωστόσο, είναι σκληρά, ανθεκτικά και πολύ ελαφρύτερα από τα μέταλλα με τις ίδιες ιδιότητες. Τέτοια υλικά μπορούν να μειώσουν την κατανάλωση καυσίμων σε αεροπλάνα και διαστημόπλοια. Οι ειδικοί υποστηρίζουν ότι στα αεροπλάνα γίνεται να εξοικονομηθούν 80 λίτρα καυσίμου ανά κιλό υλικού που αντικαθίσταται. Φυσικά, οι εφαρμογές δεν περιορίζονται στη βελτίωση ήδη υπαρχόντων τεχνολογιών. Είναι σχεδόν βέβαιο ότι ανοίγει ο δρόμος για τη δημιουργία νέων προϊόντων που θα αντικαταστήσουν εντελώς αυτά που ξέραμε.

Η έρευνα δημοσιεύεται στο Advanced Materials.