AI导读：

美国布朗大学和荷兰代尔夫特理工大学科学家研制出新一代超薄光帆，利用AI优化的纳米级设计和激光辐射压力推进，有望实现高速太空旅行，将数千年旅程缩短至几十年，大幅降低制造成本和时间。

通过将超薄、高反射材料与人工智能（AI）优化的纳米级设计相结合，美国布朗大学和荷兰代尔夫特理工大学科学家研制出一种反射能力极强的新一代超薄光帆。这种由激光辐射压力推进的反射器，在航天科技领域引发关注，有望实现高速太空旅行。相关研究成果已发表于最新一期《自然·通讯》杂志。

光帆，作为一种纤薄的反光板，巧妙地利用光的压力推动自身前进，其原理类似于风推动帆船。相较于传统推进系统，光帆技术有望大幅缩减航天器前往附近恒星的旅行时间，将原本的数千年旅程缩短至几十年，展现了其在太空探索领域的巨大潜力。

团队最新研发的光帆，兼具大规模和纳米级精度，既轻便又具备高反射性。其尺寸为60毫米×60毫米，厚度却仅为200纳米，不足一根头发丝的厚度。若按比例放大，该光帆将极为庞大（相当于7个足球场大小），同时保持极薄（仅1毫米）。此外，光帆表面布满数十亿个纳米级孔洞，这些设计不仅减轻了材料重量，还提高了光帆的反射率，从而显著增强了其加速能力。

研究团队运用神经拓扑优化技术，为光帆设计出最佳结构，并采用轻质且高强度的单层氮化硅材料。自研的气体蚀刻工艺能选择性去除多余材料，仅保留所需的超薄膜。同时，AI技术被用于优化孔洞的形状和位置，以进一步提升反射率并减轻重量。

传统方法制造此类光帆不仅成本高昂，且耗时长达15年。而此次采用的新技术，将制造时长缩短至一天，并大幅降低了成本。这一制造工艺具有可扩展性，能满足星际旅行所需的尺寸要求，实现经济高效的制造。

团队期望最新技术不仅能助力探测更遥远的天体，还能推动纳米工程技术的突破。此外，该技术将物体加速到高速的能力，为在宏观尺度上研究光—物质相互作用、相对论以及探究物体的加速极限等问题提供了前所未有的机遇。

（文章来源：科技日报）