科學(xué)家利用AI創(chuàng)造出一種全新材料：堅(jiān)固如鋼輕如泡沫革新航空航天材料科學(xué)

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2025-02-11 12:34:05 新浪科技

科學(xué)家利用AI創(chuàng)造出一種全新材料：堅(jiān)固如鋼輕如泡沫革新航空航天材料科學(xué),！幾十年來(lái)，工程師們一直在尋找既輕便又堅(jiān)固的材料,。如果一種材料能在減輕重量的同時(shí)不犧牲耐用性,，那么它將變得非常有用，特別是在航空航天行業(yè),，因?yàn)槊繙p輕一克重量都可以節(jié)省大量燃料并提高性能。

科學(xué)家利用AI創(chuàng)造出一種全新材料：堅(jiān)固如鋼輕如泡沫

鋁鈦合金是航空航天的傳統(tǒng)材料,，它相對(duì)較輕且強(qiáng)度很高,，但也有局限性。碳纖維的出現(xiàn)改變了游戲規(guī)則,，但它并不耐磨,，無(wú)法像鋁鈦合金那樣用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)。

科學(xué)家利用AI創(chuàng)造出一種全新材料：堅(jiān)固如鋼輕如泡沫革新航空航天材料科學(xué)

為了開(kāi)發(fā)和突破材料科學(xué)的極限,，加拿大的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向了納米結(jié)構(gòu)材料,，在納米尺度上設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)以最大限度地提高材料強(qiáng)度并減輕重量。他們從大自然中汲取靈感,，模仿骨骼,、貝殼甚至蜂巢中的結(jié)構(gòu)。然而,，設(shè)計(jì)這些結(jié)構(gòu)并非易事,，挑戰(zhàn)在于創(chuàng)建均勻分布應(yīng)力的幾何形狀，避免可能開(kāi)始失效的薄弱點(diǎn),。

科學(xué)家利用AI創(chuàng)造出一種全新材料：堅(jiān)固如鋼輕如泡沫革新航空航天材料科學(xué)

為克服這些障礙,，研究人員使用了貝葉斯優(yōu)化，這是一種人工智能形式,，擅長(zhǎng)在無(wú)數(shù)選項(xiàng)中找到最佳設(shè)計(jì),。整個(gè)過(guò)程從算法生成數(shù)千種潛在設(shè)計(jì)開(kāi)始，每種設(shè)計(jì)都在虛擬環(huán)境中使用有限元分析進(jìn)行測(cè)試,。然后,，算法改進(jìn)其設(shè)計(jì),，迭代出強(qiáng)度和剛度最大化、重量最小化的結(jié)構(gòu),。

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