Ключови изводи
- Разрастващото се поле на самовъзстановяващите се материали може един ден да означава джаджи, които нямат нужда от ремонт.
- Изследователите са създали самовъзстановяващи се нанокристали, които могат да се използват в полупроводници.
- Австралийски изследователи наскоро демонстрираха начин да помогнат на 3D-принтираната пластмаса да се заздравява при стайна температура само с помощта на светлина.
Забравете смяната на счупени части, тъй като вашият смартфон един ден може да успее да се самовъзстанови.
Изследователи казват, че са открили самовъзстановяващи се нанокристали, които могат да се използват в полупроводници. Нанокристалите са насочени към слънчеви панели, но могат да имат широк спектър от приложения в електрониката. Това е част от нарастващите усилия за намиране на материали, които се възстановяват сами, за да се намалят отпадъците.
"Потребителите вече ще могат да поправят пукнатини на недостъпни досега вериги на ръка", каза техническият експерт Джонатан Тиан пред Lifewire в интервю по имейл. „Обикновено, когато възникнат такива повреди, целият чип (или дори цялото устройство) може да бъде изхвърлен. Освен това, чрез удължаване на живота на електрическите системи, технологията за самовъзстановяване ще намали количеството електронни отпадъци, навлизащи в околната среда.“
Излекувай се
Макар че самовъзстановяващите се материали може да изглеждат като научна фантастика от филми като Терминаторът или Спайдърмен, те се превръщат в реалност. Учени от Израелския технологичен институт наскоро разработиха екологични нанокристални полупроводници, способни да се самовъзстановяват.
Процесът използва група материали, наречени двойни перовскити, които проявяват свойства за самолечение, след като са били повредени от радиацията на електронен лъч. Перовскитите, открити за първи път през 1839 г., наскоро привлякоха вниманието на учените поради уникалните електрооптични характеристики, които ги правят много ефективни при преобразуването на енергия, въпреки евтиното производство. Перовскитите могат да бъдат полезни в слънчевите клетки.
Наночастиците перовскит са произведени в лабораторията с помощта на кратък, прост процес, който включва нагряване на материала за няколко минути. Трансмисионен електронен микроскоп причини дефекти и дупки в нанокристалите.
Изследователите "видяха, че дупките се движат свободно в нанокристала, но избягваха краищата му", пише екипът в съобщение за новини. „Изследователите разработиха код, който анализира десетки видеоклипове, направени с помощта на електронен микроскоп, за да разберат динамиката на движение в кристала. Те откриха, че дупки се образуват на повърхността на наночастиците и след това се преместват в енергийно стабилни зони вътре."
Растящо поле
Полето на самовъзстановяващите се материали бързо се разширява. Например, австралийски изследователи наскоро демонстрираха начин да помогнат на 3D отпечатаната пластмаса да се заздравява при стайна температура само с помощта на светлина. Екипът на Университета на Нов Южен Уелс показа, че добавянето на "специален прах" към течната смола, използвана в процеса на печат, може по-късно да помогне за извършването на бързи и лесни ремонти, ако материалът се счупи.
Сияещите стандартни LED светлини могат да поправят отпечатаната пластмаса за около един час, което предизвиква химическа реакция и сливане на двете счупени парчета.
Изследователите твърдят, че целият процес прави ремонтираната пластмаса още по-здрава, отколкото преди да бъде повредена. Надяваме се, че по-нататъшното развитие на техниката ще помогне за намаляване на химическите отпадъци в бъдеще.
"На много места, където използвате полимерен материал, можете да използвате тази технология", каза Натаниел Кориган, един от членовете на екипа, в съобщение за новини. „Така че, ако даден компонент се повреди, можете да поправите материала, без да се налага да го изхвърляте. Има очевидна полза за околната среда, защото не се налага да синтезирате отново чисто нов материал всеки път, когато се счупи. Ние увеличаваме продължителността на живота на тези материали, което ще намали пластмасовите отпадъци."
Брам Вандерборгхт, професор във Vrije Universiteit Brussel в Белгия, е част от екип, работещ върху самовъзстановяващи се роботизирани грайфери. Грайферите използват самовъзстановяващи се полимери и са предназначени за използване в среди, където роботите често се повреждат. „Но тази технология и нашата работа също имат приложения извън сегашното приложение“, каза той пред Lifewire в имейл интервю.
Самовъзстановяващите се роботи могат да осигурят повече автономия в бъдеще.
"Можем да очакваме напредък в разработването на устойчиви на щети материални системи, които поддържат електронна и роботизирана функционалност", каза Тиан. „Тези системи могат да включват материали, способни да откриват щети, да докладват за събитието и да лекуват или коригират свойствата на материала, за да смекчат щетите, за да избегнат повреда или бъдещи щети.“
