Võtmed kaasavõtmiseks
- Iseparanevate materjalide kasvav valdkond võib ühel päeval tähendada vidinaid, mis ei vaja remonti.
- Teadlased on välja töötanud iseparanevad nanokristallid, mida saab kasutada pooljuhtides.
- Austraalia teadlased demonstreerisid hiljuti viisi, kuidas aidata 3D-prinditud plastil end toatemperatuuril paraneda, kasutades ainult valgust.
Unustage katkiste osade väljavahetamine, kuna teie nutitelefon võib ühel päeval ise paraneda.
Teadlaste sõnul on nad avastanud iseparanevad nanokristallid, mida saab kasutada pooljuhtides. Nanokristallid on suunatud päikesepaneelidele, kuid neid võib elektroonikas kasutada laialdaselt. See on osa kasvavatest jõupingutustest leida materjale, mis jäätmete vähendamiseks ise paranevad.
"Kasutajad saavad nüüd käsitsi parandada pragusid varem ligipääsmatutel vooluringidel," ütles tehnikaekspert Jonathan Tian Lifewire'ile antud meiliintervjuus. "Tavaliselt võidakse selliste katkestuste ilmnemisel kogu kiip (või isegi kogu seade) ära visata. Lisaks vähendab iseparanev tehnoloogia elektrisüsteemide eluiga pikendades keskkonda sattuvate elektroonikajäätmete hulka."
Tervenda ennast
Kuigi iseparanevad materjalid võivad tunduda ulmekirjana sellistest filmidest nagu Terminaator või Ämblikmees, on need saamas reaalsuseks. Iisraeli Tehnoloogiainstituudi teadlased töötasid hiljuti välja keskkonnasõbralikud nanokristallidest pooljuhid, mis on võimelised iseparanema.
Protsessis kasutatakse materjalide rühma, mida nimetatakse topeltperovskiitideks, millel on pärast elektronkiire kiirguse poolt kahjustamist iseparanevad omadused. Perovskiidid, mis avastati esmakordselt 1839. aastal, on hiljuti pälvinud teadlaste tähelepanu ainulaadsete elektrooptiliste omaduste tõttu, mis muudavad need energia muundamisel hoolimata odavast tootmisest väga tõhusaks. Perovskiidid võivad olla kasulikud päikesepatareides.
Perovskiidi nanoosakesed valmistati laboris lühikese ja lihtsa protsessiga, mille käigus kuumutati materjali mõne minuti jooksul. Transmissioonelektronmikroskoop põhjustas nanokristallides vigu ja auke.
Uurijad "nägisid, et augud liikusid nanokristalli sees vab alt, kuid vältisid selle servi," kirjutas meeskond pressiteates. "Teadlased töötasid välja koodi, mis analüüsis kümneid elektronmikroskoobiga tehtud videoid, et mõista kristalli liikumise dünaamikat. Nad leidsid, et nanoosakeste pinnale tekkisid augud, mis seejärel liikusid sisemuses energeetiliselt stabiilsetele aladele."
Kasvav põld
Iseparanevate materjalide valdkond laieneb kiiresti. Näiteks Austraalia teadlased demonstreerisid hiljuti viisi, kuidas aidata 3D-prinditud plastil end toatemperatuuril paraneda, kasutades ainult valgust. New South Walesi ülikooli meeskond on näidanud, et "spetsiaalse pulbri" lisamine trükiprotsessis kasutatavale vedelale vaigule aitab hiljem materjali purunemisel kiiresti ja lihts alt parandada.
Säravad standardsed LED-tuled parandavad prinditud plasti umbes ühe tunniga, mis põhjustab keemilise reaktsiooni ja kahe purunenud tüki sulandumise.
Teadlased väidavad, et kogu protsess muudab parandatud plasti veelgi tugevamaks kui enne selle kahjustamist. Loodetavasti aitab tehnika edasiarendamine tulevikus keemilisi jäätmeid vähendada.
"Paljudes kohtades, kus kasutate polümeermaterjali, saate seda tehnoloogiat kasutada," ütles Nathaniel Corrigan, üks meeskonnaliikmetest. "Nii et kui mõni komponent ebaõnnestub, saate materjali parandada ilma, et peaksite seda minema viskama. Sellest on ilmne keskkonnakasu, sest te ei pea iga kord uut materjali uuesti sünteesima, kui see katki läheb. Me suurendame nende materjalide eluiga, mis vähendab plastijäätmeid."
Bram Vanderborght, Belgia Vrije Universiteit Brusseli professor, on osa meeskonnast, mis tegeleb iseparanevate robothaaratsitega. Haaratsid kasutavad iseparanevaid polümeere ja on mõeldud kasutamiseks keskkondades, kus robotid on sageli kahjustatud. "Kuid sellel tehnoloogial ja meie tööl on ka praegusest rakendusest suuremaid rakendusi, " ütles ta Lifewire'ile e-posti intervjuus.
Isetervenevad robotid võivad tulevikus pakkuda suuremat autonoomiat.
"Ootame edusamme elektroonilist ja robotilist funktsionaalsust toetavate kahjustuskindlate materjalisüsteemide väljatöötamisel," ütles Tian. "Need süsteemid võivad sisaldada materjale, mis suudavad tuvastada kahjustusi, teatada sündmusest ja parandada või kohandada materjali omadusi, et leevendada kahjustusi, et vältida rikkeid või tulevasi kahjustusi."
