AI giúp phát minh ra vật liệu kỳ diệu “cứng như thép, nhẹ như bọt”

Các nhà khoa học đã ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để thiết kế một loại vật liệu mới siêu nhẹ nhưng cực kỳ bền.

Điểm đáng chú ý ở vật liệu này là nó có độ bền tương đương với thép carbon nhưng lại nhẹ như xốp, mở ra nhiều khả năng ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau.

Đây được xem là một bước tiến lớn trong ngành công nghệ vật liệu.

Theo truyền thống, các kỹ sư vật liệu thường phải mất nhiều năm để thử nghiệm và tối ưu hóa các cấu trúc nhằm đạt được sự cân bằng giữa sức mạnh, trọng lượng và độ bền. Tuy nhiên, với sự trợ giúp của AI, các nhà nghiên cứu tại Đại học Toronto và Caltech đã có thể phân tích hàng triệu cấu trúc nano khác nhau để tìm ra thiết kế tối ưu nhất cho việc phân phối ứng suất khi chịu tải nặng.

AI đã giúp các nhà khoa học khám phá ra những hình dạng mạng hoàn toàn mới chưa từng được biết đến trước đây. Kết quả là, họ đã in 3D các cấu trúc này thành các nanolattice siêu nhẹ, cứng gấp đôi so với các thiết kế hiện có và cứng hơn titan gấp 5 lần.

Một trong những thách thức lớn trong khoa học vật liệu là cân bằng giữa độ bền và độ dẻo dai. Ví dụ, đĩa gốm có độ bền cao nhưng lại dễ vỡ. Tương tự, các vật liệu nano thường rất cứng nhưng dễ bị gãy. Tuy nhiên, vật liệu mới do AI phát triển đã khắc phục được vấn đề này, không chỉ nhẹ giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu cho máy bay, trực thăng và tàu vũ trụ, mà còn đủ bền để chịu được áp lực lớn. Theo các nhà nghiên cứu, việc thay thế các thành phần titan trong máy bay bằng vật liệu này có thể tiết kiệm tới 80 lít nhiên liệu mỗi năm cho mỗi kg vật liệu được hoán đổi.

Vật liệu mới này có thể làm cho máy bay nhẹ hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn.

Sự phát triển này không chỉ dừng lại ở một loại vật liệu. Khi AI đã chứng minh khả năng thiết kế vật liệu mới, các nhà khoa học đang nỗ lực mở rộng quy mô sản xuất. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra những vật liệu bền hơn và nhẹ hơn cho tàu vũ trụ, xe hiệu suất cao và thậm chí là các tòa nhà.

Vật liệu kỳ diệu này không chỉ cho thấy khả năng tối ưu hóa công nghệ hiện tại của AI mà còn mở ra cánh cửa cho những thành tựu hoàn toàn mới. Nếu xu hướng này tiếp tục, thế hệ vật liệu tiếp theo có thể sẽ nhẹ hơn, bền hơn và bền vững hơn bất kỳ sản phẩm nào mà các kỹ sư con người có thể tự thiết kế.

THIÊN AN

ĐỘC GIẢ BÌNH LUẬN