MATERIJALI

Pripremila: M. J.

Genetski algoritam

Recepti za mnoštvo novih super - legura nastaju u jednoj danskoj laboratoriji, primenom principa o genetskom nasleđivanju. To je već dovelo do stvaranja nekoliko materijala izuzetnih osobina, za koje bi bile potrebne godine da se otkriju na drugačiji način.

Fizičar Jens Norskov i njegove kolege na Tehnološkom univerzitetu u Lingbiju primenili su novi pristup u otkrivanju najboljih metala među 200 hiljada mogućih kombinacija! I u ponovljenim testovima, dolazili su do istih rezultata za najbolju kombinaciju legura. Među njima su bile i dobropoznate superjake legure sa visokom tačkom topljenja. Ali, uz ove poznate materijale, bilo je i nekoliko intrigirajućih nepoznatih materijala koje inženjeri nisu planirali da isprobaju, što pokreće i pitanja novih mogućnosti. Da bi pronašli idealne materijale, naučnici su koristili program poznat pod nazivom genetski algoritam. Program koji podržava Darvinov proces prirodne selekcije tretira svaku grupu od četiri metala kao „hromozom“, a svaki pojedinačni metal kao „gen“, i potom teži da otkrije najbolju kombinaciju.

Program je počeo sa 20 „hromozoma “ koji su sadržavali nasumično izabrane „gene“ (metale) od 32 mogućnosti. Potom je počeo da uparuje različite „gene“ i da nasumično zamenjuje pojedinačne metale unutar svake grupe, procesima analognim genetskom ukrštanju i mutaciji. Od nove populacije od 60 „ hromozoma “, 20 sa najboljim svojstvima su odvojeni da bi ponovo prošli kroz isti proces uparivanja i mutacije.

Program je procenjivao kvalitet „hromozoma“ koristeći teoriju koja predviđa svojstva materijala zasnovana na znanju o tome kako elektroni različitih vrsta reaguju međusobno. Više je verovatno da materijali sa najgušćim rasporedom elektrona budu jači i da imaju više tačke topljenja, pa su ocenjeni kao kvalitetniji.

Konvencionalan način da se pronađu nove legure je da se pomešaju određene kombinacije metala i da se potom testiraju – taj proces dugo traje i nije izvesno da će uspeti. Ne može se zamisliti drugi način da se ovo uradi a da se ne izvede 200 hiljada eksperimenata. Iako su naučnici koristili novu tehniku da izdvoje jake legure, oni smatraju da se ovaj eksperiment ne mora tu zaustaviti. Mogao bi se koristiti i da se otkriju materijali sa drugim željenim svojstvima, poput visoke izdržljivosti na toplotu.

M. J.