Keeawayt
- Kasvava itsekorjautuvien materiaalien ala voi jonakin päivänä tarkoittaa laitteita, jotka eivät kaipaa korjausta.
- Tutkijat ovat kehittäneet itsekorjautuvia nanokiteitä, joita voidaan käyttää puolijohteissa.
- Australialaiset tutkijat esittelivät äskettäin tavan auttaa 3D-tulostettua muovia paranemaan itsestään huoneenlämmössä käyttämällä vain valoja.
Unohda rikkoutuneiden osien vaihtaminen, sillä älypuhelimesi saattaa jonain päivänä parantaa itsensä.
Tutkijat sanovat löytäneensä itsekorjautuvia nanokiteitä, joita voidaan käyttää puolijohteissa. Nanokiteet on suunnattu aurinkopaneeleihin, mutta niillä voi olla monenlaisia käyttötarkoituksia elektroniikassa. Se on osa kasvavaa pyrkimystä löytää materiaaleja, jotka korjaantuvat itsestään ja vähentävät jätettä.
"Käyttäjät voivat nyt korjata halkeamia piireissä, joihin aiemmin ei ollut pääsyä käsin", tekniikan asiantuntija Jonathan Tian kertoi Lifewirelle sähköpostihaastattelussa. "Yleensä tällaisten katkosten sattuessa koko siru (tai jopa koko laite) voidaan heittää pois. Lisäksi sähköjärjestelmien käyttöikää pidentämällä itsekorjautuva tekniikka vähentää ympäristöön joutuvan elektroniikkajätteen määrää."
Paranna itsesi
Vaikka itseparantuvat materiaalit saattavat tuntua tieteiskirjallisilta elokuvilta, kuten The Terminator tai Spiderman, niistä on tulossa todellisuutta. Israelin teknologiainstituutin tutkijat kehittivät äskettäin ympäristöystävällisiä nanokiteisiä puolijohteita, jotka pystyvät parantamaan itseään.
Prosessissa käytetään ryhmää materiaaleja, joita kutsutaan kaksoisperovskiiteiksi ja joilla on itseparantumisominaisuuksia elektronisäteen säteilyn aiheuttaman vaurion jälkeen. Perovskiitit, jotka löydettiin ensimmäisen kerran vuonna 1839, ovat viime aikoina herättäneet tutkijoiden huomion ainutlaatuisten sähkö-optisten ominaisuuksien vuoksi, jotka tekevät niistä erittäin tehokkaita energian muuntamisessa halvasta tuotannosta huolimatta. Perovskiitit voivat olla hyödyllisiä aurinkokennoissa.
Perovskiitin nanohiukkaset valmistettiin laboratoriossa käyttämällä lyhyttä, yksinkertaista prosessia, joka sisälsi materiaalin kuumentamisen muutaman minuutin ajan. Transmissioelektronimikroskooppi aiheutti vikoja ja reikiä nanokiteisiin.
Tutkijat "näkivät, että reiät liikkuivat vapaasti nanokiteessä, mutta välttelivät sen reunoja", tutkimusryhmä kirjoitti lehdistötiedotteessaan. "Tutkijat kehittivät koodin, joka analysoi kymmeniä elektronimikroskoopilla tehtyjä videoita ymmärtääkseen kiteen liikedynamiikkaa. He havaitsivat, että nanohiukkasten pinnalle muodostui reikiä, jotka siirtyivät sitten sisälle energeettisesti vakaille alueille."
Kasvava kenttä
Itsekorjautuvien materiaalien ala laajenee nopeasti. Esimerkiksi australialaiset tutkijat esittelivät äskettäin tavan auttaa 3D-tulostettua muovia paranemaan itsestään huoneenlämmössä käyttämällä vain valoja. University of New South Wales -tiimi on osoittanut, että "erikoisjauheen" lisääminen painoprosessissa käytettävään nestemäiseen hartsiin voi myöhemmin auttaa tekemään nopeita ja helppoja korjauksia, jos materiaali rikkoutuu.
Shokkivat vakio-LED-valot voivat korjata painetun muovin noin tunnissa, mikä aiheuttaa kemiallisen reaktion ja kahden rikkoutuneen palan sulamisen.
Tutkijat väittävät, että koko prosessi tekee korjatusta muovista vielä vahvemman kuin ennen sen vaurioitumista. Tekniikan jatkokehityksen toivotaan auttavan vähentämään kemiallista jätettä tulevaisuudessa.
"Monissa paikoissa, joissa käytetään polymeerimateriaalia, voit käyttää tätä tekniikkaa", Nathaniel Corrigan, yksi tiimin jäsenistä, sanoi tiedotteessa. "Joten, jos jokin komponentti epäonnistuu, voit korjata materiaalin ilman, että sitä tarvitsee heittää pois. Siitä on ilmeinen ympäristöhyöty, koska sinun ei tarvitse syntetisoida täysin uutta materiaalia uudelleen aina, kun se rikkoutuu. näiden materiaalien käyttöikä, mikä vähentää muovijätettä."
Bram Vanderborght, Belgian Vrije Universiteit Brusselin professori, on osa tiimiä, joka työskentelee itsekorjautuvien robottitarttujajen parissa. Tarttujat käyttävät itsestään paranevia polymeerejä ja ne on tarkoitettu käytettäväksi ympäristöissä, joissa robotit usein vaurioituvat. "Mutta tällä tekniikalla ja työllämme on myös sovelluksia nykyisen sovelluksen lisäksi", hän kertoi Lifewirelle sähköpostihaastattelussa.
Itseparantuvat robotit voisivat tarjota enemmän autonomiaa tulevaisuudessa.
"Voimme odottaa edistymistä vaurioita sietävien materiaalijärjestelmien kehittämisessä, jotka tukevat elektronisia ja robottitoimintoja", Tian sanoi. "Nämä järjestelmät voivat sisältää materiaaleja, jotka pystyvät havaitsemaan vauriot, raportoimaan tapahtumasta ja parantamaan tai säätämään materiaalin ominaisuuksia vaurion lieventämiseksi, jotta vältytään epäonnistumiselta tai tulevilta vaurioilta."
