Kanadalı araştırmacılar, makine öğrenimi kullanarak ultra yüksek dayanıklılığa sahip karbon nanolatticeler geliştirerek, çelik kadar güçlü ancak yalnızca strafor yoğunluğunda olan bir malzeme üretti.
Toronto Üniversitesi’nden Peter Serles, bu çalışmayı açıklayan makalenin yazarlarından biri olarak, Advanced Materials dergisinde yayımlanan çalışmada yapay zekanın ilk kez nano-mimari malzemeleri optimize etmek için kullanıldığını belirtti. Serles, yaklaşımı şu sözlerle övdü: “YZ yalnızca eğitim verilerindeki başarılı geometrileri kopyalamadı; hangi şekil değişikliklerinin işe yaradığını ve hangilerinin yaramadığını öğrenerek tamamen yeni kafes geometrilerini tahmin edebildi.”
Nanomalzemelerin Yapısı ve Geliştirilme Süreci
Nanomalzemeler, atomların veya moleküllerin hassas düzenlemelerle yerleştirilmesiyle tasarlanır ve bu sayede benzersiz fiziksel ve kimyasal özellikler sergileyebilirler. Söz konusu malzemeler genellikle, periyodik olarak tekrarlanan üç boyutlu kafesler (latticeler) oluşturan düzenli aralıklı noktalardan meydana gelir. Bu düzenleme, malzemenin mekanik ve elektronik özelliklerini doğrudan etkiler.
Araştırmacılar, Güney Kore’den bir ekiple iş birliği yaparak, çok amaçlı Bayes optimizasyonu makine öğrenimi algoritmasını uyguladı: gerilme dağılımını iyileştirmek ve ağırlık-dayanıklılık oranını artırmak için en iyi kafes geometrilerini tahmin etti. Böylece, yenilikçi bir nano-mimari elde edildi.
Ardından, iki foton polimerizasyonu kullanan bir 3D yazıcı ile yüksek hassasiyetli bir prototip üretildi. Kullanılan Nanoscribe Photonic Professional GT2 adlı makinenin yüz binlerce dolara mal olduğu belirtiliyor.
Titanı Beş Kat Aşan Dayanıklılık
Üretilen karbon nanolatticeler, titanyumdan beş kat daha fazla gerilime dayanabildi. Sonuç olarak, hafif, sert ve inanılmaz derecede dayanıklı bir malzeme ortaya çıktı. Malzemenin havacılık endüstrisinde devrim yaratabileceği öne sürülürken Serles, uçaklarda titanyum bileşenlerin yerine kullanılması halinde her kilogram başına yılda 80 litre yakıt tasarrufu sağlanabileceğini de belirtti.
Araştırma ekibi, daha da güçlü ve daha hafif malzemeler geliştirmek ve tasarımların düşük maliyetle üretilmesini sağlamak için çalışmalarını sürdürüyor.
Kaynak: https://newatlas.com/materials/ai-ultralight-carbon-nanomaterial/
