TechSpot 에 따르면, 토론토 대학(캐나다) 응용과학 및 공학부 과학자들은 머신 러닝 알고리즘을 적용하여 내구성이 뛰어나면서도 가벼운 나노소재를 개발했습니다. 이 기술은 자동차, 항공, 항공우주 등의 분야에 큰 영향을 미칠 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

토빈 필레터 교수가 이끄는 연구팀은 크기가 불과 수백 나노미터에 불과한 특수 나노구조를 설계했습니다. 너무 작아서 인간 머리카락 두께에 도달하려면 100개 이상의 단위를 나란히 늘어놓아야 할 정도입니다. 이러한 소재는 작고 반복되는 블록으로 구성되어 있어 속성을 유연하게 사용자 지정할 수 있습니다.

사진: UOFT 엔지니어링 뉴스

복잡한 구조를 가진 나노소재를 최적화하는 데 인공지능(AI)이 사용된 것은 이번이 처음입니다. Advanced Materials 저널에 게재된 이 연구의 주저자인 피터 서레스에 따르면, 이 알고리즘은 기존 구조를 재현할 뿐만 아니라 모양 변화로부터 학습하여 새로운 구조를 보다 효율적으로 예측합니다.

연구팀은 2광자 3D 프린터를 사용하여 재료 프로토타입을 만들고, 마이크로 및 나노 스케일에서 최적화된 탄소 나노격자를 성공적으로 제작했습니다. 이러한 디자인은 이전 모델보다 두 배 이상 강하며, 소재 1m3당 최대 2.03메가파스칼의 응력을 견뎌냅니다. 이는 티타늄보다 약 5배 더 강합니다.

이 소재의 잠재적인 응용 분야는 매우 넓습니다. 필레터 교수는 항공 산업에서 이를 사용하면 비행기, 헬리콥터, 우주선용 초경량 부품을 생산할 수 있다고 생각합니다. 연구팀은 항공기의 티타늄 부품을 신소재로 교체하면 교체된 소재 1kg당 연간 약 80리터의 연료를 절약할 수 있어 항공 산업의 탄소 배출량을 크게 줄이는 데 기여할 것으로 추정했습니다.

이 프로젝트는 재료 과학, 머신 러닝, 화학, 기계학 등 다양한 분야를 결합한 것으로, 독일 카를스루에 공과대학, MIT, 미국 라이스 대학의 파트너가 참여하고 있습니다. 앞으로 연구팀은 생산량을 늘리고 새로운 소재 매트릭스를 테스트하여 강도와 강성을 높이면서도 무게는 줄이는 방안을 계속 모색할 예정이다.