Kľúčové poznatky
- Rastúce pole samoopraviteľných materiálov by jedného dňa mohlo znamenať prístroje, ktoré nepotrebujú opravy.
- Výskumníci vymysleli samoopraviteľné nanokryštály, ktoré možno použiť v polovodičoch.
- Austrálski výskumníci nedávno ukázali spôsob, ako pomôcť 3D vytlačenému plastu, aby sa sám uzdravil pri izbovej teplote iba pomocou svetiel.
Zabudnite na výmenu rozbitých častí, pretože váš smartfón sa jedného dňa možno dokáže zahojiť sám.
Výskumníci tvrdia, že objavili samoopravujúce sa nanokryštály, ktoré možno použiť v polovodičoch. Nanokryštály sú zamerané na solárne panely, ale mohli by mať široké využitie v elektronike. Je to súčasť rastúceho úsilia nájsť materiály, ktoré sa samy opravia, aby sa znížilo množstvo odpadu.
„Používatelia budú teraz môcť ručne opravovať praskliny na predtým neprístupných obvodoch,“povedal technický expert Jonathan Tian Lifewire v e-mailovom rozhovore. "Obyčajne, keď dôjde k takýmto poruchám, môže byť celý čip (alebo dokonca celé zariadenie) vyradený. Okrem toho predĺžením životnosti elektrických systémov technológia samoopravovania zníži množstvo elektronického odpadu vstupujúceho do životného prostredia."
Uzdrav sa
Hoci sa samoliečiace materiály môžu zdať ako sci-fi z filmov ako Terminátor alebo Spiderman, stávajú sa realitou. Vedci Izraelského technologického inštitútu nedávno vyvinuli ekologické nanokryštálové polovodiče schopné samoliečby.
Proces využíva skupinu materiálov nazývaných dvojité perovskity, ktoré po poškodení žiarením elektrónového lúča vykazujú samoliečiace vlastnosti. Perovskity, prvýkrát objavené v roku 1839, si nedávno získali pozornosť vedcov vďaka jedinečným elektro-optickým vlastnostiam, vďaka ktorým sú vysoko účinné pri premene energie aj napriek lacnej výrobe. Perovskity by mohli byť užitočné v solárnych článkoch.
Nanočastice perovskitu boli vyrobené v laboratóriu pomocou krátkeho, jednoduchého procesu, ktorý zahŕňal zahrievanie materiálu na niekoľko minút. Transmisný elektrónový mikroskop spôsobil chyby a diery v nanokryštáloch.
Vyšetrovatelia „videli, že diery sa voľne pohybujú v nanokryštále, ale vyhýbajú sa jeho okrajom,“napísal tím v tlačovej správe. "Výskumníci vyvinuli kód, ktorý analyzoval desiatky videí vytvorených pomocou elektrónového mikroskopu, aby pochopili dynamiku pohybu v kryštáli. Zistili, že na povrchu nanočastíc sa vytvorili diery a potom sa presunuli do energeticky stabilných oblastí vo vnútri."
Pestovateľské pole
Oblasť samoopraviteľných materiálov sa rýchlo rozširuje. Napríklad austrálski vedci nedávno demonštrovali spôsob, ako pomôcť 3D vytlačenému plastu zahojiť sa pri izbovej teplote iba pomocou svetiel. Tím University of New South Wales ukázal, že pridanie „špeciálneho prášku“do tekutej živice použitej v procese tlače môže neskôr pomôcť pri rýchlych a jednoduchých opravách, ak sa materiál zlomí.
Svietiace štandardné LED svetlá dokážu opraviť potlačený plast za približne jednu hodinu, čo spôsobí chemickú reakciu a splynutie dvoch zlomených kúskov.
Výskumníci tvrdia, že celý proces robí opravený plast ešte pevnejším ako pred poškodením. Dúfame, že ďalší vývoj tejto techniky pomôže v budúcnosti znížiť množstvo chemického odpadu.
"Na mnohých miestach, kde používate polymérny materiál, môžete použiť túto technológiu," uviedol v tlačovej správe Nathaniel Corrigan, jeden z členov tímu. "Takže, ak komponent zlyhá, môžete materiál opraviť bez toho, aby ste ho museli vyhodiť. Je to zjavná výhoda pre životné prostredie, pretože nemusíte znovu syntetizovať úplne nový materiál zakaždým, keď sa rozbije. Zvyšujeme životnosť týchto materiálov, čím sa zníži plastový odpad."
Bram Vanderborght, profesor na Vrije Universiteit Brussel v Belgicku, je súčasťou tímu pracujúceho na samoopraviteľných robotických uchopovačoch. Uchopovače využívajú samoopravné polyméry a sú určené na použitie v prostrediach, kde dochádza k častému poškodeniu robotov. "Ale táto technológia a naša práca majú aj aplikácie nad rámec súčasnej aplikácie," povedal Lifewire v e-mailovom rozhovore.
Samoliečiace roboty by mohli v budúcnosti poskytnúť väčšiu autonómiu.
„Môžeme očakávať pokrok vo vývoji materiálových systémov odolných voči poškodeniu, ktoré podporujú elektronické a robotické funkcie,“povedal Tian. "Tieto systémy môžu zahŕňať materiály schopné odhaliť poškodenie, nahlásiť udalosť a uzdraviť alebo upraviť vlastnosti materiálu na zmiernenie poškodenia, aby sa predišlo zlyhaniu alebo budúcemu poškodeniu."
