Selon TechSpot , des scientifiques de la Faculté des sciences appliquées et d’ingénierie de l’Université de Toronto (Canada) ont appliqué des algorithmes d’apprentissage automatique pour créer des nanomatériaux très durables mais légers. Cette technologie a le potentiel d’avoir un impact considérable sur des domaines tels que l’automobile, l’aviation et l’aérospatiale.

L'équipe de recherche dirigée par le professeur Tobin Filleter a conçu des nanostructures spéciales de quelques centaines de nanomètres seulement - si petites que plus de 100 unités alignées côte à côte seraient nécessaires pour atteindre l'épaisseur d'un cheveu humain. Ces matériaux sont constitués de petits blocs répétitifs, permettant une personnalisation flexible des propriétés.

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C’est la première fois que l’intelligence artificielle (IA) est utilisée pour optimiser des nanomatériaux aux architectures complexes. Selon Peter Serles, auteur principal de l'étude publiée dans la revue Advanced Materials , l'algorithme reproduit non seulement les structures existantes, mais apprend également des changements de forme pour prédire plus efficacement les nouvelles structures.

L'équipe a utilisé une imprimante 3D à deux photons pour créer des prototypes de matériaux, fabriquant avec succès des nano-réseaux de carbone optimisés à l'échelle micro et nanométrique. Ces conceptions sont plus de deux fois plus résistantes que les modèles précédents, supportant jusqu'à 2,03 mégapascals de contrainte par mètre cube de matériau, soit environ cinq fois plus résistantes que le titane.

Les applications potentielles de ce matériau sont très ouvertes. Le professeur Filleter estime que l’industrie aéronautique pourrait les utiliser pour produire des pièces ultra-légères pour les avions, les hélicoptères et les engins spatiaux. L'équipe de recherche estime que le remplacement des pièces en titane des avions par de nouveaux matériaux pourrait permettre d'économiser environ 80 litres de carburant par an pour chaque kilogramme de matériau remplacé, contribuant ainsi à une réduction significative des émissions de carbone de l'industrie aéronautique.

Le projet combine de nombreux domaines allant de la science des matériaux, de l'apprentissage automatique, de la chimie à la mécanique, avec la participation de partenaires de l'Institut de technologie de Karlsruhe (Allemagne), du MIT et de l'Université Rice (États-Unis). À l’avenir, l’équipe de recherche continuera d’augmenter la production et de tester de nouvelles matrices de matériaux pour réduire le poids tout en maintenant une résistance et une rigidité élevées.