AI maakt materiaal zo licht als piepschuim maar zo sterk als staal

Wetenschappers hebben met behulp van kunstmatige intelligentie een materiaal ontwikkeld dat zo licht is als piepschuim maar tegelijkertijd de sterkte heeft van staal. Dit nieuwe nanomateriaal zou in de toekomst kunnen zorgen voor veel lichtere vliegtuigen en auto's, wat het brandstofverbruik flink kan verminderen.

Het onderzoeksteam van de Universiteit van Toronto heeft voor deze doorbraak kunstmatige intelligentie ingezet. De AI analyseerde talloze mogelijke constructies op nanoschaal, zo’n honderd keer dunner dan een mensenhaar, en voorspelde welke vorm het beste zou presteren. Met een 3D-printer maakten de onderzoekers vervolgens het winnende ontwerp.

De resultaten mogen er wel zijn: het nieuwe materiaal is vijf keer sterker dan titanium. In cijfers uitgedrukt kan het materiaal een druk van 2,03 megapascal aan per kubieke meter per kilogram. Dit is een verdubbeling van wat eerder mogelijk was met vergelijkbare nanomaterialen.

Potentieel grote impact op het milieu

Een groot voordeel van deze uitvinding is de mogelijke impact op het milieu. Als bijvoorbeeld onderdelen van vliegtuigen worden vervangen door dit nieuwe materiaal, kan dat volgens de onderzoekers per kilo vervangen materiaal leiden tot een brandstofbesparing van maar liefst 80 liter per jaar.

De onderzoekers richten zich nu op het opschalen van de productie. Het doel is om grotere onderdelen te kunnen maken die praktisch toepasbaar zijn in de luchtvaart- en auto-industrie. Ook werken ze aan nog betere ontwerpen met behulp van dezelfde AI-methode.

Zowel sterk als schokbestendig

Deze ontwikkeling is extra bijzonder omdat het een bekend probleem oplost: veel sterke materialen zijn vaak breekbaar, zoals bij servies. Dit nieuwe nanomateriaal combineert echter beide eigenschappen; het is zowel sterk als schokbestendig. Deze unieke combinatie maakt het ideaal voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart.

Bron: Live Science