Araştırmacılar, strafor kadar hafif ancak çelikten kat kat daha güçlü, devrim niteliğinde bir malzeme geliştirdi. Bu yenilikçi malzeme, nanogrid adı verilen üç boyutlu karbon yapılar kullanılarak üretildi ve olağanüstü bir mukavemet-ağırlık oranına ulaştı.
Metrekare başına 2,03 MPa yük taşıyabilen bu malzeme, çelikten 40 kat daha güçlü ve karbon fiberle kıyaslanabilir düzeyde. Havacılık gibi hafiflik ve dayanıklılığın kritik öneme sahip olduğu sektörler için büyük bir potansiyel vaat ediyor.
Bu çığır açan malzemenin tasarımında, “çoklu lensli Bayesçi” adı verilen yapay zeka tabanlı bir yöntem kullanıldı. Bu yöntem, malzemenin yapısal zayıf noktalarını, örneğin keskin kenarları, önceden belirleyerek optimizasyon sağladı.
Geleneksel yöntemlerin aksine, on binlerce veri seti yerine sadece 400 veri setiyle çalışarak büyük bir verimlilik sundu.
Malzemenin fiziksel üretimi, “iki foton polimerizasyonu” adı verilen bir 3D baskı yöntemiyle gerçekleştirildi. Bu süreç, Toronto’daki CRAFT laboratuvarında yürütüldü ve büyük hassasiyet gerektiren bu küçük ölçekli yapıların başarıyla şekillendirilmesi sağlandı.
Ortaya çıkan sonuç, sağlamlığı ve hafifliği bir araya getiren, havacılık gibi zorlu görevler için ideal bir malzeme oldu.
Bu yeni malzemenin potansiyel uygulamaları heyecan verici. Örneğin, uçaklarda kullanılan titanyum parçaların nanogrid tabanlı bu malzemeyle değiştirilmesi, kilogram başına 80 litreye kadar yakıt tasarrufu sağlayabilir. Bu sadece operasyonel maliyetleri azaltmakla kalmaz, aynı zamanda hava taşımacılığının çevresel etkisini de önemli ölçüde düşürebilir.
Proje ekibinden Peter Serles, bu başarıyı mümkün kılmak için malzeme bilimi, makine öğrenimi, kimya ve mekanik gibi disiplinlerin bir araya geldiğini vurguluyor. Yapay zekanın nano ölçekli malzeme tasarımında kullanıldığı bu ilk çalışma, Advanced Materials dergisinde yayımlandı ve üretim süreçlerini yeniden şekillendirebilecek bir potansiyele sahip.
Toronto Üniversitesi, KAIST, KIT, MIT ve Rice Üniversitesi’nden araştırmacıların iş birliğiyle ortaya çıkan bu gelişme, teknoloji ve mühendislik alanında yeni bir dönemin kapılarını aralıyor.
