几十年来开云体育(中国)官方网站，工程师们一直在寻找既轻便又坚固的材料，要是一种材料削弱分量的同期又不阵一火耐用性的话，那么他会变得额外有用，尽头是在航空航天行业，因为每削弱一克分量都不错检朴大都燃料并升迁性能。

铝钛合金是航空航天的传统材料，它相对较轻同期强度又很高，但有其局限性；碳纤维的出现天然转变了游戏规定，但也并非莫得过失，举例它并不耐磨，不行能像铝钛合金那样用于航空发动机。

为了建造和冲破材料科学的极限，加拿大的一个连络团队转向了纳米结构材料——在纳米表率上想象结构，以最大摈弃地升迁材料强度和削弱分量。

他们从大天然中吸收灵感，效法骨骼、贝壳以致蜂巢中的结构。

但想象这些结构并非易事，挑战在于创建均匀散布应力的几何状貌，且幸免可能启动失效的薄毛病。

为了克服这些闭塞，连络东说念主员转向了贝叶斯优化，这是一种东说念主工智能（AI）局势，擅长在无数选项中找到最好想象。

所有这个词这个词经过从算法生成数千种潜在想象启动。

每种想象都在编造环境中使用有限元分析进行测试（有限元分析是一种展望材料在压力下领略的计较本事），然后算法校正其想象，迭代想象出强度和刚度最大化、分量最小化的结构。

东说念主工智能提供了一份优化想象的节略列表之后，该团队使用双光子团聚技能（这是一种不错创建纳米级精度结构的 3D 打印技能）物理创建了所提议的材料。

诓骗这种技能，他们制造出由厚度仅为300至600纳米的梁构成的晶格，这些晶格（6.3x6.3x3.8毫米）由 1875 万个单位构成。

终末进行热解，这依然过通过在富氮环境中将团聚物加热到900摄氏度将其换取为玻璃碳。

这些经过东说念主工智能优化的纳米晶格强度比昔时的想象进步一倍以上，它们可承受每立方米每千克密度 2.03 兆帕的压力。

换句话说，它比很多轻质材料——如铝钛合金，以致是某些局势的碳纤维的强度进步10倍以上，比钛进步约5倍。

这是东说念主工智能初次应用于优化纳米结构材料，让东说念主感到战栗的是，东说念主工智能不仅仅从磨真金不怕火数据中复制顺利的几何状貌，而是从状貌的哪些变化有用、哪些无效中学习，从而使其八成展望全新的晶格几何状貌。

还有一个问题，是什么让这些纳米晶格变得如斯坚固？

谜底在于碳在纳米表率上的独到性质。

连络东说念主员发现，将碳梁的直径减小到300纳米时，其强度可权贵升迁，这是由于一种称为“尺寸效应”的表象，即材料在极小的表率上领略不同（尺寸越小则强度越高）。

在纳米表率上，碳原子以最大化强度的状貌枚举，碳梁的外层由94%的sp? -碳构成，这种碳局势以出色的强度和刚度而著明。

这种高纯度碳壳与梁的优化几何状貌相皆集，使材料八成承受渊博的力量而不会断裂。

终末

连络东说念主员估量，这种材料的潜在影响可能会远远超出推行室限制。

更轻的部件不错减少燃料需求并裁汰排放，由这种材料制成的超轻部件可能很快会为飞机、直升机和航天器提供能源。

证实该连络的连络东说念主员估算，要是用这种材料替换现存飞机上由钛制成的部件的话，那么每替换一公斤钛，每年就不错检朴 80 升燃料。

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