Recomandări cheie
- Câmpul în creștere al materialelor cu auto-reparare ar putea însemna într-o zi gadgeturi care nu au nevoie de reparații.
- Cercetătorii au conceput nanocristale cu auto-reparare care pot fi folosite în semiconductori.
- Cercetătorii australieni au demonstrat recent o modalitate de a ajuta plasticul imprimat 3D să se vindece singur la temperatura camerei folosind doar lumini.
Uitați să înlocuiți piesele rupte, deoarece smartphone-ul dvs. ar putea într-o zi să se vindece singur.
Cercetătorii spun că au descoperit nanocristale cu auto-reparare care pot fi folosite în semiconductori. Nanocristalele sunt destinate panourilor solare, dar ar putea avea o gamă largă de utilizări în electronică. Face parte dintr-un efort tot mai mare de a găsi materiale care să se repare singure pentru a reduce deșeurile.
„Utilizatorii vor putea acum să repare cu mâna fisurile de pe circuitele anterior inaccesibile”, a declarat expertul în tehnologie Jonathan Tian pentru Lifewire într-un interviu prin e-mail. „De obicei, atunci când apar astfel de întreruperi, întregul cip (sau chiar întregul dispozitiv) ar putea fi aruncat. În plus, prin extinderea duratei de viață a sistemelor electrice, tehnologia de auto-vindecare va reduce cantitatea de deșeuri electronice care intră în mediu.”
Vindecă-te pe tine însuți
În timp ce materialele de auto-vindecare ar putea părea ca ficțiune științifico-fantastică din filme precum The Terminator sau Spiderman, ele devin o realitate. Oamenii de știință de la Institutul de Tehnologie din Israel au dezvoltat recent semiconductori din nanocristal ecologic, capabili să se autovindecă.
Procesul folosește un grup de materiale numite perovskiți dubli care prezintă proprietăți de auto-vindecare după ce au fost deteriorate de radiația unui fascicul de electroni. Perovskiții, descoperiți pentru prima dată în 1839, au atras recent atenția oamenilor de știință datorită caracteristicilor electro-optice unice care îi fac foarte eficienți în conversia energiei, în ciuda producției ieftine. Perovskiții ar putea fi folositori în celulele solare.
Nanoparticulele de perovskit au fost produse în laborator folosind un proces scurt și simplu care a implicat încălzirea materialului timp de câteva minute. Un microscop electronic cu transmisie a cauzat defecte și găuri în nanocristale.
Anchetatorii „au văzut că găurile se mișcau liber în interiorul nanocristalului, dar au evitat marginile acestuia”, a scris echipa într-un comunicat de presă. „Cercetătorii au dezvoltat un cod care a analizat zeci de videoclipuri realizate cu microscopul electronic pentru a înțelege dinamica mișcării în interiorul cristalului. Ei au descoperit că s-au format găuri pe suprafața nanoparticulelor și apoi s-au mutat în zonele din interior stabile din punct de vedere energetic."
Câmp în creștere
Domeniul materialelor auto-reparatoare se extinde rapid. De exemplu, cercetătorii australieni au demonstrat recent o modalitate de a ajuta plasticul imprimat 3D să se vindece singur la temperatura camerei folosind doar lumini. Echipa Universității din New South Wales a demonstrat că adăugarea unei „pudre speciale” la rășina lichidă utilizată în procesul de imprimare poate ajuta ulterior la efectuarea de reparații rapide și ușoare în cazul în care materialul se sparge.
Lămpile LED standard strălucitoare pot repara plasticul imprimat în aproximativ o oră, ceea ce provoacă o reacție chimică și fuziunea celor două piese rupte.
Cercetătorii susțin că întregul proces face plasticul reparat și mai puternic decât înainte de a fi deteriorat. Se speră că dezvoltarea în continuare a tehnicii va ajuta la reducerea deșeurilor chimice în viitor.
„În multe locuri în care utilizați un material polimeric, puteți utiliza această tehnologie”, a declarat Nathaniel Corrigan, unul dintre membrii echipei, într-un comunicat de presă. „Așadar, dacă o componentă se defectează, puteți repara materialul fără a fi nevoie să-l aruncați. Există un beneficiu evident pentru mediu, deoarece nu trebuie să resintetizați un material nou-nouț de fiecare dată când se sparge. Creștem durata de viață a acestor materiale, ceea ce va reduce deșeurile de plastic."
Bram Vanderborght, profesor la Vrije Universiteit Brussel din Belgia, face parte dintr-o echipă care lucrează la prinderi robotizate cu auto-reparare. Clemele folosesc polimeri cu auto-vindecare și sunt destinate utilizării în medii în care roboții sunt adesea deteriorați. „Dar această tehnologie și munca noastră au și aplicații dincolo de aplicația actuală”, a spus el pentru Lifewire într-un interviu prin e-mail.
Roboții cu auto-vindecare ar putea oferi mai multă autonomie în viitor.
„Ne putem aștepta la progrese în dezvoltarea sistemelor de materiale tolerante la deteriorare care suportă funcționalitatea electronică și robotică”, a spus Tian. „Aceste sisteme pot include materiale capabile să detecteze daune, să raporteze evenimentul și să vindece sau să ajusteze proprietățile materialelor pentru a atenua daunele pentru a evita defecțiunile sau daunele viitoare.”
