Kluczowe dania na wynos
- Rozwijająca się dziedzina materiałów samonaprawiających się może pewnego dnia oznaczać gadżety, które nie wymagają naprawy.
- Naukowcy opracowali samonaprawiające się nanokryształy, które można wykorzystać w półprzewodnikach.
- Australijscy naukowcy zademonstrowali niedawno sposób na to, aby plastik wydrukowany w 3D sam się leczył w temperaturze pokojowej przy użyciu tylko światła.
Zapomnij o wymianie uszkodzonych części, ponieważ pewnego dnia Twój smartfon może sam się wyleczyć.
Naukowcy twierdzą, że odkryli samonaprawiające się nanokryształy, które można wykorzystać w półprzewodnikach. Nanokryształy są przeznaczone do paneli słonecznych, ale mogą mieć szerokie zastosowanie w elektronice. To część rosnącego wysiłku, aby znaleźć materiały, które same się naprawiają, aby zmniejszyć ilość odpadów.
„Użytkownicy będą teraz mogli ręcznie naprawiać pęknięcia na wcześniej niedostępnych obwodach” – powiedział Lifewire ekspert techniczny Jonathan Tian w wywiadzie e-mailowym. „Zazwyczaj w przypadku takich awarii cały chip (lub nawet całe urządzenie) można wyrzucić. Co więcej, wydłużając żywotność systemów elektrycznych, technologia samonaprawy zmniejszy ilość odpadów elektronicznych dostających się do środowiska”.
Uzdrów się
Chociaż samoleczące się materiały mogą wydawać się science fiction z filmów takich jak Terminator czy Spiderman, stają się rzeczywistością. Naukowcy z Izraelskiego Instytutu Technologii opracowali niedawno przyjazne dla środowiska półprzewodniki nanokrystaliczne zdolne do samonaprawy.
W procesie wykorzystuje się grupę materiałów zwanych podwójnymi perowskitami, które wykazują właściwości samoleczenia po uszkodzeniu przez promieniowanie wiązki elektronów. Perowskity, odkryte po raz pierwszy w 1839 roku, przyciągnęły ostatnio uwagę naukowców dzięki unikalnym właściwościom elektrooptycznym, które czynią je wysoce wydajnymi w konwersji energii, pomimo niedrogiej produkcji. Perowskity mogą być przydatne w ogniwach słonecznych.
Nanocząstki perowskitu zostały wyprodukowane w laboratorium przy użyciu krótkiego, prostego procesu, który obejmował podgrzewanie materiału przez kilka minut. Transmisyjny mikroskop elektronowy powodował uszkodzenia i dziury w nanokryształach.
Badacze „dostrzegli, że dziury poruszają się swobodnie w nanokrysztale, ale uniknęli jego krawędzi” – napisał zespół w komunikacie prasowym. „Naukowcy opracowali kod, który przeanalizował dziesiątki filmów wykonanych za pomocą mikroskopu elektronowego, aby zrozumieć dynamikę ruchu w krysztale. Odkryli, że dziury uformowały się na powierzchni nanocząstek, a następnie przeniosły się do energetycznie stabilnych obszarów wewnątrz."
Uprawa pola
Dziedzina materiałów samonaprawiających się szybko się rozszerza. Na przykład australijscy naukowcy zademonstrowali niedawno sposób, w jaki plastik wydrukowany w 3D może sam się leczyć w temperaturze pokojowej przy użyciu tylko światła. Zespół z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii wykazał, że dodanie „specjalnego proszku” do ciekłej żywicy używanej w procesie drukowania może później pomóc w szybkich i łatwych naprawach w przypadku pęknięcia materiału.
Świecenie standardowych diod LED może naprawić zadrukowany plastik w około godzinę, co powoduje reakcję chemiczną i stopienie dwóch uszkodzonych elementów.
Naukowcy twierdzą, że cały proces sprawia, że naprawiany plastik jest jeszcze mocniejszy niż przed jego uszkodzeniem. Mamy nadzieję, że dalszy rozwój tej techniki pomoże w przyszłości zmniejszyć ilość odpadów chemicznych.
„W wielu miejscach, gdzie używa się materiału polimerowego, można wykorzystać tę technologię” – powiedział w komunikacie prasowym Nathaniel Corrigan, jeden z członków zespołu. „Tak więc, jeśli element ulegnie awarii, możesz naprawić materiał bez konieczności jego wyrzucania. Jest to oczywista korzyść dla środowiska, ponieważ nie musisz ponownie syntetyzować zupełnie nowego materiału za każdym razem, gdy się zepsuje. żywotność tych materiałów, co zmniejszy ilość odpadów z tworzyw sztucznych."
Bram Vanderborght, profesor na Vrije Universiteit Brussel w Belgii, jest członkiem zespołu pracującego nad samonaprawiającymi się chwytakami zrobotyzowanymi. Chwytaki wykorzystują samonaprawiające się polimery i są przeznaczone do stosowania w środowiskach, w których roboty są często uszkadzane. „Ale ta technologia i nasza praca mają również zastosowania wykraczające poza obecną aplikację” – powiedział Lifewire w wywiadzie e-mailowym.
Samoleczące się roboty mogą zapewnić większą autonomię w przyszłości.
„Możemy spodziewać się postępu w rozwoju odpornych na uszkodzenia systemów materiałowych, które wspierają funkcjonalność elektroniczną i robotyczną” – powiedział Tian. „Systemy te mogą zawierać materiały zdolne do wykrywania uszkodzeń, zgłaszania zdarzeń oraz leczenia lub dostosowywania właściwości materiałów w celu złagodzenia szkód, aby uniknąć awarii lub przyszłych uszkodzeń”.
