Ključni izsledki
- Rastoče področje samopopravljivih materialov bi lahko nekega dne pomenilo pripomočke, ki ne potrebujejo popravil.
- Raziskovalci so zasnovali samopopravljajoče se nanokristale, ki jih je mogoče uporabiti v polprevodnikih.
- Avstralski raziskovalci so pred kratkim pokazali način, kako pomagati 3D-natisnjeni plastiki, da se pri sobni temperaturi zdravi samo z uporabo luči.
Pozabite na zamenjavo polomljenih delov, saj se bo vaš pametni telefon nekega dne morda lahko sam pozdravil.
Raziskovalci pravijo, da so odkrili nanokristale, ki se sami popravljajo in jih je mogoče uporabiti v polprevodnikih. Nanokristali so namenjeni sončnim kolektorjem, vendar bi lahko imeli širok spekter uporabe v elektroniki. To je del vedno večjega prizadevanja za iskanje materialov, ki se sami popravljajo, da bi zmanjšali količino odpadkov.
"Uporabniki bodo zdaj lahko ročno popravili razpoke na prej nedostopnih vezjih," je v intervjuju po elektronski pošti za Lifewire povedal tehnični strokovnjak Jonathan Tian. "Običajno se lahko ob takšnih okvarah zavrže celoten čip (ali celo celotna naprava). Poleg tega bo tehnologija samopopravljanja s podaljšanjem življenjske dobe električnih sistemov zmanjšala količino elektronskih odpadkov, ki vstopajo v okolje."
Zdravi se
Čeprav se materiali za samozdravljenje morda zdijo kot znanstvena fantastika iz filmov, kot sta Terminator ali Spiderman, postajajo resničnost. Znanstveniki Izraelskega tehnološkega inštituta so nedavno razvili okolju prijazne nanokristalne polprevodnike, ki se lahko samozdravijo.
Postopek uporablja skupino materialov, imenovanih dvojni perovskiti, ki kažejo lastnosti samozdravljenja, potem ko jih poškoduje sevanje elektronskega žarka. Perovskiti, ki so bili prvič odkriti leta 1839, so nedavno pritegnili pozornost znanstvenikov zaradi edinstvenih elektrooptičnih lastnosti, zaradi katerih so zelo učinkoviti pri pretvorbi energije, kljub poceni proizvodnji. Perovskiti bi lahko bili uporabni v sončnih celicah.
Nanodelci perovskita so bili proizvedeni v laboratoriju s kratkim, preprostim postopkom, ki je vključeval nekajminutno segrevanje materiala. Transmisijski elektronski mikroskop je povzročil napake in luknje v nanokristalih.
Preiskovalci so "videli, da so se luknje prosto premikale znotraj nanokristala, vendar so se izogibale njegovim robovom," je ekipa zapisala v sporočilu za javnost. "Raziskovalci so razvili kodo, ki je analizirala desetine videoposnetkov, narejenih z uporabo elektronskega mikroskopa, da bi razumeli dinamiko gibanja znotraj kristala. Ugotovili so, da so na površini nanodelcev nastale luknje, ki so se nato premaknile na energijsko stabilna območja v notranjosti."
Rastoče polje
Področje samopopravljivih materialov se hitro širi. Na primer, avstralski raziskovalci so pred kratkim pokazali način, kako pomagati 3D-natisnjeni plastiki, da se samoceli pri sobni temperaturi samo z uporabo luči. Ekipa Univerze v Novem Južnem Walesu je pokazala, da lahko dodajanje "posebnega prahu" tekoči smoli, ki se uporablja v procesu tiskanja, kasneje pomaga pri hitrih in enostavnih popravilih, če se material zlomi.
S svetlečimi standardnimi LED lučkami lahko popravite tiskano plastiko v približno eni uri, kar povzroči kemično reakcijo in zlitje dveh zlomljenih kosov.
Raziskovalci trdijo, da celoten postopek naredi popravljeno plastiko še močnejšo kot preden je bila poškodovana. Upamo, da bo nadaljnji razvoj tehnike pomagal zmanjšati kemične odpadke v prihodnosti.
"Na mnogih mestih, kjer uporabljate polimerni material, lahko uporabite to tehnologijo," je v sporočilu za javnost dejal Nathaniel Corrigan, eden od članov ekipe. "Torej, če komponenta odpove, lahko material popravite, ne da bi ga morali zavreči. Okoljska korist je očitna, saj vam ni treba ponovno sintetizirati popolnoma novega materiala vsakič, ko se pokvari. Povečujemo življenjsko dobo teh materialov, kar bo zmanjšalo količino plastičnih odpadkov."
Bram Vanderborght, profesor na Vrije Universiteit Brussel v Belgiji, je del skupine, ki se ukvarja s samopopravljajočimi robotskimi prijemali. Prijemala uporabljajo samoobnovljive polimere in so namenjena uporabi v okoljih, kjer se roboti pogosto poškodujejo. "Toda ta tehnologija in naše delo imata tudi aplikacije, ki presegajo trenutno aplikacijo," je povedal Lifewire v intervjuju po elektronski pošti.
Roboti za samozdravljenje bi lahko v prihodnosti zagotovili več avtonomije.
"Pričakujemo lahko napredek pri razvoju materialnih sistemov, odpornih na poškodbe, ki podpirajo elektronsko in robotsko funkcionalnost," je dejal Tian. "Ti sistemi lahko vključujejo materiale, ki so zmožni zaznati škodo, poročati o dogodku in popraviti ali prilagoditi lastnosti materiala, da ublažijo škodo in se izognejo okvari ali prihodnji škodi."
