Βασικά Takeaways
- Ένα νέο, εξαιρετικά ανθεκτικό υλικό θα μπορούσε να μεταμορφώσει φορητούς υπολογιστές και άλλα προσωπικά ηλεκτρονικά είδη.
- Το υλικό που ονομάζεται 2DPA-1 είναι τόσο ισχυρό που μπορεί ακόμη και να υποστηρίξει ένα κτίριο.
- Άλλα νέα υλικά θα μπορούσαν να δημιουργήσουν αισθητήρες που επιτρέπουν στα τηλέφωνά μας να γνωρίζουν περισσότερα για το περιβάλλον μας.
Οι φορητοί υπολογιστές και άλλα gadget θα μπορούσαν σύντομα να γίνουν πολύ ελαφρύτεροι και ισχυρότεροι.
Ερευνητές του MIT δημιούργησαν ένα νέο υλικό τόσο ελαφρύ όσο το πλαστικό και τόσο ισχυρό όσο το ατσάλι. Το υλικό, που ονομάζεται 2DPA-1, είναι ένας τύπος πολυαραμιδίου που μπορεί να κατασκευαστεί σε βιομηχανική κλίμακα. Είναι το πιο πρόσφατο σε ένα κύμα καινοτόμων υλικών που θα μπορούσαν να μεταμορφώσουν τα προσωπικά ηλεκτρονικά.
"Υπάρχουν πολλά προβλήματα που επιλύονται με νέα υλικά", είπε ο Terry Gilton, ειδικός στα υλικά που είναι συνεργάτης στην εταιρεία επιχειρηματικών κεφαλαίων τεχνολογίας Celesta Capital, σε μια συνέντευξη στο Lifewire. "Φανταστείτε τις οθόνες αρκετά μικρές ώστε να χωρούν σε ένα ζευγάρι γυαλιά ηλίου που θα μπορούν να σας δείξουν οτιδήποτε μπορείτε να δείτε αυτήν τη στιγμή στην οθόνη του τηλεφώνου σας."
Αυτοσυναρμολόγηση
Το νέο υλικό της MIT είναι ένα δισδιάστατο πολυμερές που αυτοσυναρμολογείται σε φύλλα, σε αντίθεση με όλα τα άλλα πολυμερή, τα οποία σχηματίζουν μονοδιάστατες αλυσίδες που μοιάζουν με σπαγγέτι. Οι επιστήμονες πίστευαν ότι ήταν αδύνατο να παρακινηθούν τα πολυμερή να σχηματίσουν φύλλα 2D μέχρι τώρα.
Ένα τέτοιο υλικό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ελαφριά, ανθεκτική επίστρωση για ανταλλακτικά αυτοκινήτων ή κινητά τηλέφωνα ή ως δομικό υλικό για γέφυρες ή άλλες κατασκευές, δήλωσε ο Michael Strano, καθηγητής χημικής μηχανικής στο MIT και ο ανώτερος συγγραφέας της νέας μελέτης.
MIT
"Συνήθως δεν θεωρούμε ότι τα πλαστικά είναι κάτι που θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε για να στηρίξετε ένα κτίριο, αλλά με αυτό το υλικό, μπορείτε να ενεργοποιήσετε νέα πράγματα", είπε στο δελτίο ειδήσεων.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το μέτρο ελαστικότητας του νέου υλικού -ένα μέτρο της δύναμης που χρειάζεται για να παραμορφωθεί ένα υλικό- είναι μεταξύ τέσσερις και έξι φορές μεγαλύτερο από αυτό του αλεξίσφαιρου γυαλιού. Διαπίστωσαν επίσης ότι η αντοχή του στη διαρροή, ή πόση δύναμη χρειάζεται για να σπάσει το υλικό, είναι διπλάσια από αυτή του χάλυβα, παρόλο που το υλικό έχει μόνο περίπου το ένα έκτο της πυκνότητας του χάλυβα.
Στο δελτίο τύπου, ο Matthew Tirrell, κοσμήτορας της Σχολής Μοριακής Μηχανικής Pritzker στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, είπε ότι η νέα τεχνική «ενσωματώνει κάποια πολύ δημιουργική χημεία για να κάνει αυτά τα συνδεδεμένα 2D πολυμερή."
Ένα άλλο βασικό χαρακτηριστικό του 2DPA-1 είναι ότι είναι αδιαπέραστο από αέρια. Ενώ άλλα πολυμερή είναι κατασκευασμένα από τυλιγμένες αλυσίδες με κενά που επιτρέπουν στα αέρια να διαπερνούν, το νέο υλικό είναι κατασκευασμένο από μονομερή που κλειδώνουν μεταξύ τους όπως τα LEGO και τα μόρια δεν μπορούν να μπουν ανάμεσά τους.
"Αυτό θα μπορούσε να μας επιτρέψει να δημιουργήσουμε εξαιρετικά λεπτές επικαλύψεις που μπορούν να εμποδίσουν εντελώς το νερό ή τα αέρια να περάσουν", είπε ο Strano. "Αυτό το είδος επικάλυψης φραγμού θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την προστασία του μετάλλου σε αυτοκίνητα και άλλα οχήματα ή για χαλύβδινες κατασκευές."
"Συνήθως δεν θεωρούμε ότι τα πλαστικά είναι κάτι που θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε για να στηρίξετε ένα κτίριο…"
Νέα Υλικά
Η ανακάλυψη του MIT είναι μόνο ένα από τα πολλά υλικά που ενδέχεται να είναι σύντομα διαθέσιμα για τη βελτίωση των gadget. Για παράδειγμα, νέες εκδόσεις νανοσωματιδίων διαφόρων μετάλλων όπως το τιτάνιο θα κάνουν την τρισδιάστατη εκτύπωση μεταλλικών εξαρτημάτων ταχύτερη και φθηνότερη, είπε ο Gilton. Αυτή η «κατασκευή προσθέτων» με χρήση μετάλλων φέρνει επανάσταση στην κατασκευή.
Νέες τεχνολογίες οθόνης, όπως οι κβαντικές κουκκίδες, θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τα τρέχοντα υλικά που χρησιμοποιούνται για οθόνες και οθόνες, επεσήμανε ο Gilton. "Είναι καλύτερα στο φιλτράρισμα του φωτός και εμφανίζουν καλύτερα χρώματα με βάση νέες ενώσεις", πρόσθεσε.
Άλλα καινοτόμα υλικά θα μπορούσαν να δημιουργήσουν αισθητήρες που επιτρέπουν στα τηλέφωνά μας να γνωρίζουν περισσότερα για το περιβάλλον μας, είπε ο Gilton. Για παράδειγμα, μοναδικά πολυμερή που αλλάζουν όταν απορροφούν ορισμένα αέρια επιτρέπουν την πρακτική δημιουργία μιας ηλεκτρονικής «μύτης» σε ένα τσιπ.
Οι εταιρείες ερευνούν νέες τεχνικές για δομικά υλικά που θα επιτρέψουν την κατασκευή τσιπ με ατομική ακρίβεια, είπε ο Casper van Oosten, διευθύνων σύμβουλος και επικεφαλής του επιχειρηματικού τομέα για την Intermolecular, επιχείρηση της Merck KGaA, Darmstadt, Γερμανία. Lifewire μέσω email. Τα υλικά είναι κατασκευασμένα άτομο προς άτομο για να κάνουν πιθανώς φθηνότερα, ταχύτερα και πιο ενεργειακά αποδοτικά τσιπ υπολογιστών.
"Οι καταναλωτές θα το δουν πίσω στην έκρηξη "έξυπνων" ή "έξυπνων" συσκευών γύρω μας, από αυτοοδηγούμενα αυτοκίνητα μέχρι γυαλιά AR/VR που αντικαθιστούν τις κανονικές μας κλήσεις Zoom", είπε.
