Key takeaways
- Det växande området för självreparerande material kan en dag innebära prylar som inte behöver repareras.
- Forskare har tagit fram självreparerande nanokristaller som kan användas i halvledare.
- Australiska forskare demonstrerade nyligen ett sätt att hjälpa 3D-printad plast att läka sig själv i rumstemperatur med enbart ljus.
Glöm att byta ut trasiga delar eftersom din smartphone en dag kanske kan läka sig själv.
Forskare säger att de har upptäckt självreparerande nanokristaller som kan användas i halvledare. Nanokristallerna är inriktade på solpaneler men kan ha ett brett användningsområde inom elektronik. Det är en del av en växande ansträngning att hitta material som reparerar sig själva för att minska avfallet.
"Användare kommer nu att kunna reparera sprickor på tidigare otillgängliga kretsar för hand", sa teknikexperten Jonathan Tian till Lifewire i en e-postintervju. "Vanligtvis, när sådana avbrott inträffar, kan hela chippet (eller till och med hela enheten) kasseras. Dessutom, genom att förlänga livslängden för elektriska system, kommer självläkande teknologi att minska mängden elektroniskt avfall som kommer ut i miljön."
Heal Yourself
Medan självläkande material kan verka som science fiction från filmer som The Terminator eller Spiderman, håller de på att bli verklighet. Israels tekniska instituts forskare har nyligen utvecklat miljövänliga nanokristallhalvledare som kan självläka.
Processen använder en grupp material som kallas dubbla perovskiter som uppvisar självläkande egenskaper efter att ha skadats av strålningen från en elektronstråle. Perovskiterna, som först upptäcktes 1839, har nyligen fått forskarnas uppmärksamhet på grund av unika elektrooptiska egenskaper som gör dem mycket effektiva vid energiomvandling, trots billig produktion. Perovskiterna kan vara användbara i solceller.
Perovskitnanopartiklarna producerades i labbet med en kort, enkel process som innebar att materialet värmdes upp i några minuter. Ett transmissionselektronmikroskop orsakade fel och hål i nanokristallerna.
Utredarna "såg att hålen rörde sig fritt i nanokristallen men undvek dess kanter", skrev teamet i ett pressmeddelande. "Forskarna utvecklade en kod som analyserade dussintals videor gjorda med elektronmikroskopet för att förstå rörelsedynamiken i kristallen. De fann att hål bildades på ytan av nanopartiklarna och sedan flyttade de till energimässigt stabila områden inuti."
Growing Field
Området för självreparerande material expanderar snabbt. Till exempel har australiensiska forskare nyligen visat ett sätt att hjälpa 3D-printad plast att läka sig själv i rumstemperatur med enbart ljus. Teamet från University of New South Wales har visat att tillsats av ett "speciellt pulver" till det flytande hartset som används i tryckprocessen senare kan hjälpa till att göra snabba och enkla reparationer om materialet skulle gå sönder.
Ljusande standard LED-lampor kan reparera den tryckta plasten på cirka en timme, vilket orsakar en kemisk reaktion och sammansmältning av de två trasiga delarna.
Forskarna hävdar att hela processen gör den reparerade plasten ännu starkare än innan den skadades. Förhoppningen är att ytterligare utveckling av tekniken kommer att bidra till att minska kemiskt avfall i framtiden.
"På många ställen där du använder ett polymermaterial kan du använda den här tekniken", säger Nathaniel Corrigan, en av teammedlemmarna, i ett pressmeddelande. "Så, om en komponent går sönder kan du reparera materialet utan att behöva slänga det. Det finns en uppenbar miljövinst eftersom du inte behöver syntetisera om ett helt nytt material varje gång det går sönder. Vi ökar livslängden för dessa material, vilket kommer att minska plastavfallet."
Bram Vanderborght, professor vid Vrije Universiteit Brussel i Belgien, är en del av ett team som arbetar med självreparerande robotgripare. Griparna använder självläkande polymerer och är avsedda att användas i miljöer där robotar ofta skadas. "Men den här tekniken och vårt arbete har också tillämpningar utöver den nuvarande tillämpningen," sa han till Lifewire i en e-postintervju.
Självläkande robotar skulle kunna ge mer autonomi i framtiden.
"Vi kan förvänta oss framsteg i utvecklingen av skadetoleranta materialsystem som stöder elektronisk och robotfunktionalitet", sa Tian. "Dessa system kan inkludera material som kan upptäcka skada, rapportera händelsen och läka eller justera materialegenskaper för att mildra skadan för att undvika fel eller framtida skada."
