Στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ (UMD), μια ομάδα με επικεφαλής τον Po-Yen Chen, βοηθό καθηγητή στο Τμήμα Χημικής και Βιομοριακής Μηχανικής, έχει σημειώσει πρόοδο στην προαγωγή της ανάπτυξης υλικών για πράσινες τεχνολογίες. Αυτό έγινε από την αποκάλυψη μιας νέας μεθόδου που επιταχύνει την παραγωγή υλικών αεροηλίων μέσω της ένταξης μηχανικής μάθησης και συνεργατικής ρομποτικής. Αυτή η μέθοδος υπόσχεται να χρησιμοποιηθεί σε φορέσιμες συσκευές θέρμανσης, με τα ευρήματά τους να έχουν δημοσιευτεί στο περιοδικό Nature Communications.
Τα αεροηλία είναι ελαφρά και πορώδη υλικά, που μιμούνται τη σύνθεση των ζελέ βάσει του νερού αλλά δημιουργούνται χρησιμοποιώντας αέρα αντί για νερό, με αποτέλεσμα τη μοναδική μηχανική αντοχή και ευελιξία τους. Αυτές οι ιδιότητες καθιστούν τα αεροηλία εξαιρετικά για θερμική μόνωση και φορέσιμες εφαρμογές. Παραδοσιακά, η παραγωγή αεροηλίων ήταν προβληματική λόγω της πολυπλοκότητας και του εργο-εντροπικού χαρακτήρα της διαδικασίας σχεδιασμού και πειραματισμού.
Για να αντιμετωπίσουν αυτές τις πολυπλοκότητες, οι μηχανικοί του UMD συνδύασαν ρομποτική, αλγόριθμους μηχανικής μάθησης και εμπειρία στην επιστήμη υλικών. Αυτή η συνεργιστική προσέγγιση επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία δημιουργίας αεροηλίων με προγραμματίσιμα μηχανικά και ηλεκτρικά χαρακτηριστικά και διαθέτει 95% ακρίβεια στην πρόβλεψη της απόδοσης των προϊόντων υψηλής ποιότητας.
Η ομάδα έχει χρησιμοποιήσει αγωγιμούς νανοφύλλους τιτανίου και φυσικά στοιχεία όπως κυτταρίνη και τζελατίνη για να παράγει ανθεκτικά και ευέλικτα αεροηλία. Ο Po-Yen Chen τονίζει ότι η ένταξη της ρομποτικής και της μηχανικής μάθησης βελτιώνει όχι μόνο την ποιότητα και τον ρυθμό συλλογής δεδομένων, αλλά οδηγεί και το σύνθετο τοπίο σχεδιασμού με πιο αποτελεσματικό τρόπο.
Επιπλέον, η ομάδα σχεδιάζει τη δυνητική επέκταση του εργαλείου τους για αντιμετώπιση διαφόρων προκλήσεων, συμπεριλαμβανομένων της διαχείρισης του περιβάλλοντος και βιώσιμων λύσεων ενέργειας όπως τα μόνωτικά παράθυρα. Με σχέδια για εξερεύνηση μοναδικών μηχανικών, θερμικών και ηλεκτρικών χαρακτηριστικών για τα αεροηλία, ερευνητές του πανεπιστημίου όπως η Eleonora Tubaldi στοχεύουν στην παραγωγή υλικών κατάλληλων για απαιτητικές περιβαλλοντικές συνθήκες.
Η επερχόμενη έρευνα της ομάδας του Chen θα εξετάσει την κατανόηση των μικροδομών που ευθύνονται για την ανθεκτικότητα και ευελιξία των αεροηλίων, ωθώντας τα όρια της καινοτομίας υλικών για διάφορες εφαρμογές στην πράσινη τεχνολογία.
The source of the article is from the blog exofeed.nl