Allt större krav ställs på de material vi använder. Nu har forskare vid bland annat KTH utvecklat ett sätt att snabbare, effektivare och billigare än tidigare sortera ut vilka metallegeringar som håller måttet.

Artificiell intelligens (AI) kan användas för att utveckla framtidens material som har ändamålsenliga egenskaper, visar ny forskning. Den metod som KTH-forskaren Stefan Bauer och hans kollegor utvecklat har nu resulterat i en publicering i den vetenskapliga tidskriften Science och resultaten banar väg för nya tekniska utvecklingar.

17 kandidater

I en sökrymd som består av miljontals olika legeringar, så kallade högentropilegeringar (HEA), har forskarna med hjälp av AI-metoden kunnat sortera ut 17 riktigt bra. Legeringar med potential att kunna möta framtida behov eftersom de har hög hållfasthet och hårdhet, bra slitstyrka och korrosionsbeständighet. Bland dessa 17 legeringar identifierades två med extremt låg värmeutvidgning, vilket är önskvärt för högtemperaturapplikationer.

Konventionellt arbete med legeringsdesign tar vanligtvis år. Med forskarnas metod kunde hela arbetsflödet bantas ner till bara några månader.

– För att fortsätta övergången till en hållbar ekonomi och nå de globala klimatmålen behöver vi agera. Ett av de sätt på vilket vi kan göra det är genom utvecklingen av nya material, säger Stefan Bauer, universitetslektor vid KTH.

Vätgas nyckeln till hållbart samhälle

Legeringarna forskarna hittat är lämpliga för hög- och lågtemperaturapplikationer, såsom i flygplansmotorer eller för transport av flytande ammoniak, naturgas och väte. Just vätgas anses vara en nyckel till ett mer hållbart samhälle.

– En förflyttning till en ekonomi som baseras på vätgas kräver att vi har behållare som klarar av att transportera och lagra flytande vätgas, och det i stor skala. Givet temperaturskillnaden mellan flytande väte och den omgivande miljön så behöver vi nya material som har samma volym oavsett om det är kallt eller varmt, säger Stefan Bauer.

De material som används idag expanderar vid värme, och krymper vid kyla. Över tid skulle en behållare byggd av tillgängliga metaller idag och som kan rymma stora mängder flytande väte under stor tryck endera explodera eller implodera, beroende av den omgivande temperaturen.

Stefan Bauer är vid sidan av sitt arbete vid KTH också affilierad forskare vid Wallenberg AI, Autonomous Systems and Software Program (WASP).

För mer information, kontakta Stefan Bauer på baue@kth.se.

Publicering

”Machine learning-enabled high-entropy alloy discovery”, Science, dx.doi.org/10.1126/science.abo4940

Faktaruta

Sverige är historiskt sett en viktigt nation när det kommer till metaller. Redan på 1i00-talet började man
bryta järnmalm i landet. Enligt intresseorganisationen Svensk gruvnäring (SGU) fanns 92 procent av EU:s
järnmalmsproduktion i Sverige 2020, och gruvnäringen omsatte totalt 49 miljarder kronor samma år.

Presskontakt:
David Callahan
Epost:
callahan@kth.se
Presskontakt:
Peter Ardell
Telefon:
08-790 69 60
Epost:
press@kth.se