Βασικά Takeaways
- Ο αυξανόμενος τομέας των αυτοεπισκευαζόμενων υλικών θα μπορούσε μια μέρα να σημαίνει gadget που δεν χρειάζονται επισκευές.
- Ερευνητές έχουν επινοήσει νανοκρυστάλλους που επισκευάζονται μόνοι τους και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ημιαγωγούς.
- Αυστραλοί ερευνητές παρουσίασαν πρόσφατα έναν τρόπο για να βοηθήσουν το τρισδιάστατο εκτυπωμένο πλαστικό να αυτοθεραπευθεί σε θερμοκρασία δωματίου χρησιμοποιώντας μόνο φώτα.
Ξεχάστε την αντικατάσταση σπασμένων εξαρτημάτων καθώς το smartphone σας μια μέρα μπορεί να αυτοθεραπευθεί.
Ερευνητές λένε ότι ανακάλυψαν αυτοεπισκευαζόμενους νανοκρυστάλλους που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ημιαγωγούς. Οι νανοκρύσταλλοι στοχεύουν σε ηλιακούς συλλέκτες, αλλά θα μπορούσαν να έχουν ένα ευρύ φάσμα χρήσεων στα ηλεκτρονικά. Είναι μέρος μιας αυξανόμενης προσπάθειας για την εύρεση υλικών που επισκευάζονται μόνα τους για να μειώσουν τα απόβλητα.
"Οι χρήστες θα μπορούν πλέον να επισκευάζουν ρωγμές σε κυκλώματα που δεν ήταν προσβάσιμα στο παρελθόν", δήλωσε ο ειδικός τεχνολογίας Jonathan Tian σε μια συνέντευξη μέσω email στο Lifewire. "Συνήθως, όταν συμβαίνουν τέτοια σπασίματα, ολόκληρο το τσιπ (ή ακόμα και ολόκληρη η συσκευή) θα μπορούσε να απορριφθεί. Επιπλέον, με την παράταση της διάρκειας ζωής των ηλεκτρικών συστημάτων, η τεχνολογία αυτο-ίασης θα μειώσει την ποσότητα των ηλεκτρονικών απορριμμάτων που εισέρχονται στο περιβάλλον."
Θεραπεύστε τον εαυτό σας
Ενώ τα υλικά αυτοίασης μπορεί να φαίνονται σαν επιστημονική φαντασία από ταινίες όπως ο Εξολοθρευτής ή ο Σπάιντερμαν, γίνονται πραγματικότητα. Οι επιστήμονες του Ισραηλινού Ινστιτούτου Τεχνολογίας ανέπτυξαν πρόσφατα φιλικούς προς το περιβάλλον νανοκρυσταλλικούς ημιαγωγούς ικανούς να αυτοθεραπεύονται.
Η διαδικασία χρησιμοποιεί μια ομάδα υλικών που ονομάζονται διπλοί περοβσκίτες που εμφανίζουν αυτοθεραπευτικές ιδιότητες αφού υποστούν βλάβη από την ακτινοβολία μιας δέσμης ηλεκτρονίων. Οι περοβσκίτες, που ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά το 1839, έχουν προσελκύσει πρόσφατα την προσοχή των επιστημόνων λόγω των μοναδικών ηλεκτρο-οπτικών χαρακτηριστικών που τους καθιστούν εξαιρετικά αποδοτικούς στη μετατροπή ενέργειας, παρά τη φθηνή παραγωγή. Οι περοβσκίτες θα μπορούσαν να είναι χρήσιμοι σε ηλιακά κύτταρα.
Τα νανοσωματίδια περοβσκίτη παρήχθησαν στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας μια σύντομη, απλή διαδικασία που περιλάμβανε θέρμανση του υλικού για λίγα λεπτά. Ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης προκάλεσε σφάλματα και τρύπες στους νανοκρυστάλλους.
Οι ερευνητές "είδαν ότι οι τρύπες κινούνταν ελεύθερα εντός του νανοκρυστάλλου, αλλά απέφυγαν τις άκρες του", έγραψε η ομάδα σε ένα δελτίο τύπου. «Οι ερευνητές ανέπτυξαν έναν κώδικα που ανέλυσε δεκάδες βίντεο που έγιναν χρησιμοποιώντας το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο για να κατανοήσουν τη δυναμική κίνησης μέσα στον κρύσταλλο. Βρήκαν ότι σχηματίστηκαν τρύπες στην επιφάνεια των νανοσωματιδίων και στη συνέχεια μετακινήθηκαν σε ενεργειακά σταθερές περιοχές στο εσωτερικό τους."
Αναπτυσσόμενο πεδίο
Ο τομέας των αυτοεπισκευαζόμενων υλικών επεκτείνεται ραγδαία. Για παράδειγμα, Αυστραλοί ερευνητές επέδειξαν πρόσφατα έναν τρόπο για να βοηθήσουν το τρισδιάστατο εκτυπωμένο πλαστικό να αυτοθεραπευθεί σε θερμοκρασία δωματίου χρησιμοποιώντας μόνο φώτα. Η ομάδα του Πανεπιστημίου της Νέας Νότιας Ουαλίας έδειξε ότι η προσθήκη μιας «ειδικής σκόνης» στην υγρή ρητίνη που χρησιμοποιείται στη διαδικασία εκτύπωσης μπορεί αργότερα να βοηθήσει στην πραγματοποίηση γρήγορων και εύκολων επισκευών εάν το υλικό σπάσει.
Τα λαμπερά τυπικά φώτα LED μπορούν να επισκευάσουν το εκτυπωμένο πλαστικό σε περίπου μία ώρα, γεγονός που προκαλεί χημική αντίδραση και σύντηξη των δύο σπασμένων κομματιών.
Οι ερευνητές ισχυρίζονται ότι η όλη διαδικασία κάνει το επισκευασμένο πλαστικό ακόμα πιο δυνατό από ό,τι πριν καταστραφεί. Ελπίζεται ότι η περαιτέρω ανάπτυξη της τεχνικής θα βοηθήσει στη μείωση των χημικών αποβλήτων στο μέλλον.
"Σε πολλά μέρη όπου χρησιμοποιείτε πολυμερές υλικό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτήν την τεχνολογία", δήλωσε ο Nathaniel Corrigan, ένα από τα μέλη της ομάδας, σε ένα δελτίο τύπου. "Έτσι, εάν ένα εξάρτημα αστοχήσει, μπορείτε να επισκευάσετε το υλικό χωρίς να χρειάζεται να το πετάξετε. Υπάρχει ένα προφανές περιβαλλοντικό όφελος επειδή δεν χρειάζεται να συνθέτετε ξανά ένα ολοκαίνουργιο υλικό κάθε φορά που σπάει. Αυξάνουμε τη διάρκεια ζωής αυτών των υλικών, που πρόκειται να μειώσει τα πλαστικά απόβλητα."
Ο Bram Vanderborght, καθηγητής στο Vrije Universiteit Brussel στο Βέλγιο, είναι μέλος μιας ομάδας που εργάζεται σε αυτοεπισκευαζόμενες ρομποτικές λαβές. Οι λαβές χρησιμοποιούν αυτοθεραπευόμενα πολυμερή και προορίζονται για χρήση σε περιβάλλοντα όπου τα ρομπότ συχνά καταστρέφονται. "Αλλά αυτή η τεχνολογία και η δουλειά μας έχουν επίσης εφαρμογές πέρα από την τρέχουσα εφαρμογή", είπε στο Lifewire σε μια συνέντευξη μέσω email.
Τα αυτοθεραπευόμενα ρομπότ θα μπορούσαν να παρέχουν περισσότερη αυτονομία στο μέλλον.
"Μπορούμε να αναμένουμε πρόοδο στην ανάπτυξη συστημάτων ανθεκτικών σε ζημιές υλικών που υποστηρίζουν ηλεκτρονική και ρομποτική λειτουργικότητα", είπε ο Tian. "Αυτά τα συστήματα μπορεί να περιλαμβάνουν υλικά ικανά να ανιχνεύσουν ζημιές, να αναφέρουν το συμβάν και να επουλώσουν ή να προσαρμόσουν τις ιδιότητες του υλικού για να μετριάσουν τη ζημιά για να αποφευχθεί η αστοχία ή μελλοντική ζημιά."
