Forskere har brukt kunstig intelligens til å utvikle et metamateriale som er sterkere enn stål, men lettere enn skum.
Studien demonstrerte en helt ny teknikk for å oppdage nye, ultrasterke materialer. Tilnærmingen som ble brukt var å bruke bayesiansk optimalisering for å oppdage tidligere ukjente nanogittergeometrier som hadde ekstremt sterke egenskaper.
De lette etter et nytt metamateriale med ekstrem styrke, i den tro at det fantes gitterdesign som ennå ikke var utforsket. Metamaterialer er geometrier som tilbyr egenskaper som er forskjellige fra basismaterialet.
KI utforsket forbløffende 500 milliarder enhetscellegeometrier automatisk. FEA-simuleringer identifiserte de beste kandidatene fra settet, som deretter ble fremstilt i virkeligheten ved hjelp av tofotonlitografi (TPP). Resultatet var utskrifter laget av komplekse karbon-nanogitter.
Metamaterialenes styrke viste seg å være ekstremt høy, og sammenlignbart med karbonstål. Tettheten til disse metamaterialene var imidlertid ganske lav – så lav som 215 kg per kubikkmeter. Dette er faktisk lettere enn mange typer skum.
Slike sterke og lette materialer ville være av stor interesse innen luftfart, bilindustri og robotikk, hvor vekt er veldig viktig.
Forskningsteamet klarte å lage et enkelt stykke som inneholdt 18,75 millioner enhetsceller, noe som viste at det var mulig å bygge relativt store strukturer. Store utskrifter er ikke et sterkt punkt ved TPP, noe som kan begrense mulighetene for denne teknikken i fremtiden.
Likevel er dette første gang et «supermateriale» er utviklet med KI-verktøy. Selv om dette prosjektet fokuserte på pyrolysert karbon, bør det være mulig å utvide konseptet til polymerer, keramikk eller til og med metaller. Bruksområdet vil avhenge av oppløsningen til 3D-printerne som brukes, men strukturene bør fortsatt fungere i større skalaer.
Materialer er noe av det som driver 3D-printing videre, og denne forskningen åpner absolutt opp et enormt antall muligheter for fremtiden.
