Bilim insanları, yapay zeka destekli bir yaklaşımla titanyumdan çok daha hafif ve güçlü nanomalzemeler üretmeyi başardı. Toronto Üniversitesi Uygulamalı Bilimler ve Mühendislik Fakültesi’nde gerçekleştirilen bu çalışma, çelik kadar sağlam ancak strafor kadar hafif malzemelerin geliştirilmesine olanak tanıdı. Otomotivden havacılığa kadar geniş bir alanda devrim niteliğinde değişim yaratabilecek bu malzemeler, yalnızca birkaç yüz nanometre çapındaki tekrar eden yapı taşlarından oluşuyor. Karşılaştırıldığında, bu malzemelerin 100 tanesi yan yana dizildiğinde ancak bir insan saç telinin kalınlığına ulaşabiliyor.
Yapay zekayla titanyumdan daha hafif nano malzeme tasarlandı
Profesör Tobin Filleter öncülüğündeki ekip, nano ölçekteki yapıların stres dağılımını en verimli şekilde optimize edebilmek adına Bayesian optimizasyon algoritmasından yararlandı. Geleneksel yöntemlerin aksine, yalnızca 400 veri noktasına dayanan bu yöntem, yüksek kaliteli ve küçük ölçekli veri kümeleriyle çok daha verimli sonuçlar elde edilmesini sağladı. Araştırmanın baş yazarı Peter Serles, algoritmanın yalnızca mevcut tasarımları taklit etmekle kalmayıp, hangi geometrik değişikliklerin en iyi sonucu verdiğini analiz ederek tamamen yeni ve daha dayanıklı yapılar ortaya koyduğunu ifade etti.
Bilim insanları, bu teorik modelleri gerçeğe dönüştürmek adına iki foton polimerizasyonlu 3D yazıcılarla prototipler üretti. Deneysel testler sonucunda, karbon bazlı nanomalzemelerin geleneksel tasarımlara kıyasla iki kat daha dayanıklı olduğu ve yoğunluk başına dayanıklılığının titanyumdan beş kat daha fazla olduğu kanıtlandı. Elde edilen bu olağanüstü malzemenin özellikle havacılık ve otomotiv sektörlerinde büyük bir etki yaratabileceği belirtiliyor.
Profesör Filleter’e göre, bir uçakta kullanılan titanyum parçaların bu yeni malzemeyle değiştirilmesi her kilogram için yılda 80 litre yakıt tasarrufu sağlayabilir. Bu, yalnızca ekonomik bir avantaj sunmakla kalmayıp aynı zamanda havacılık sektörünün karbon ayak izini ciddi oranda azaltma potansiyeli taşıyor. Benzer şekilde, otomotiv endüstrisinde kullanımı, araç ağırlığını düşürerek menzilin artmasına ve daha verimli bir yakıt tüketimine katkı sağlayabilir.
