科学家利用AI创造出一种全新材料:坚固如钢 轻如泡沫 革新航空航天材料科学

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发布时间:2025-02-15 07:50

科学家利用AI创造出一种全新材料:坚固如钢 轻如泡沫 革新航空航天材料科学!几十年来,工程师们一直在寻找既轻便又坚固的材料。如果一种材料能在减轻重量的同时不牺牲耐用性,那么它将变得非常有用,特别是在航空航天行业,因为每减轻一克重量都可以节省大量燃料并提高性能。

科学家利用AI创造出一种全新材料:坚固如钢 轻如泡沫

铝钛合金是航空航天的传统材料,它相对较轻且强度很高,但也有局限性。碳纤维的出现改变了游戏规则,但它并不耐磨,无法像铝钛合金那样用于航空发动机。

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为了开发和突破材料科学的极限,加拿大的一个研究团队转向了纳米结构材料,在纳米尺度上设计结构以最大限度地提高材料强度并减轻重量。他们从大自然中汲取灵感,模仿骨骼、贝壳甚至蜂巢中的结构。然而,设计这些结构并非易事,挑战在于创建均匀分布应力的几何形状,避免可能开始失效的薄弱点。

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为克服这些障碍,研究人员使用了贝叶斯优化,这是一种人工智能形式,擅长在无数选项中找到最佳设计。整个过程从算法生成数千种潜在设计开始,每种设计都在虚拟环境中使用有限元分析进行测试。然后,算法改进其设计,迭代出强度和刚度最大化、重量最小化的结构。