موارد مهم
- زمینه رو به رشد مواد خود ترمیم شونده می تواند روزی به معنای ابزارهایی باشد که نیازی به تعمیر ندارند.
- محققان نانوکریستال های خود ترمیم شونده ای ابداع کرده اند که می تواند در نیمه هادی ها استفاده شود.
- محققان استرالیایی اخیراً راهی برای کمک به پلاستیک پرینت سه بعدی برای بهبود خود در دمای اتاق و تنها با استفاده از نور نشان داده اند.
تعویض قطعات شکسته را فراموش کنید زیرا ممکن است گوشی هوشمند شما روزی بتواند خودش را درمان کند.
محققان می گویند نانوبلورهای خود ترمیم شونده ای را کشف کرده اند که می توانند در نیمه هادی ها استفاده شوند. هدف این نانوکریستال‌ها پنل‌های خورشیدی است، اما می‌توانند کاربردهای گسترده‌ای در الکترونیک داشته باشند. این بخشی از یک تلاش رو به رشد برای یافتن موادی است که خود را برای کاهش ضایعات ترمیم کنند.
جاناتان تیان، کارشناس فناوری، در مصاحبه ایمیلی با Lifewire گفت: «کاربران اکنون می‌توانند ترک‌ها را در مدارهایی که قبلاً غیرقابل دسترس بودند، با دست تعمیر کنند. "معمولا، هنگامی که چنین شکستگی هایی رخ می دهد، کل تراشه (یا حتی کل دستگاه) می تواند دور ریخته شود. علاوه بر این، با افزایش عمر سیستم های الکتریکی، فناوری خود ترمیم میزان زباله های الکترونیکی وارد شده به محیط را کاهش می دهد."
خودت را شفا بده
در حالی که ممکن است مواد خوددرمانی مانند داستان های علمی تخیلی فیلم هایی مانند The Terminator یا Spiderman به نظر برسند، اما در حال تبدیل شدن به واقعیت هستند. دانشمندان موسسه فناوری اسرائیل اخیراً نیمه هادی های نانوکریستالی سازگار با محیط زیست را ساخته اند که قادر به خود ترمیم هستند.
در این فرآیند از گروهی از مواد به نام پروسکایت مضاعف استفاده می شود که پس از آسیب دیدگی در اثر تابش پرتوهای الکترونی، خاصیت خود ترمیم شوندگی را نشان می دهند. پروسکایت‌ها که برای اولین بار در سال 1839 کشف شدند، اخیراً به دلیل ویژگی‌های الکترواپتیکی منحصربه‌فرد توجه دانشمندان را به خود جلب کرده‌اند که علیرغم تولید ارزان، در تبدیل انرژی بسیار کارآمد هستند. پروسکایت ها می توانند در سلول های خورشیدی مفید باشند.
نانوذرات پروسکایت در آزمایشگاه با استفاده از یک فرآیند کوتاه و ساده که شامل حرارت دادن مواد برای چند دقیقه بود، تولید شد. یک میکروسکوپ الکترونی عبوری باعث ایجاد گسل و حفره در نانوبلورها شد.
محققان در یک انتشار خبری نوشتند "محققان دیدند که سوراخ ها آزادانه در داخل نانوبلور حرکت می کنند اما از لبه های آن اجتناب کردند." «محققان کدی را توسعه دادند که ده‌ها ویدیوی ساخته شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی را برای درک دینامیک حرکت درون کریستال تجزیه و تحلیل کرد.آنها دریافتند که حفره‌هایی روی سطح نانوذرات ایجاد می‌شوند و سپس به مناطقی با انرژی پایدار منتقل می‌شوند.»
زمینه رشد
زمینه مواد خود ترمیم شونده به سرعت در حال گسترش است. به عنوان مثال، محققان استرالیایی اخیراً راهی برای کمک به پلاستیک پرینت سه بعدی برای بهبود خود در دمای اتاق تنها با استفاده از نور نشان دادند. تیم دانشگاه نیو ساوت ولز نشان داده است که افزودن یک "پودر ویژه" به رزین مایع مورد استفاده در فرآیند چاپ می تواند بعداً به تعمیرات سریع و آسان در صورت شکستن مواد کمک کند.
نورهای LED استاندارد درخشان می توانند پلاستیک چاپ شده را در حدود یک ساعت ترمیم کنند که باعث واکنش شیمیایی و همجوشی دو قطعه شکسته می شود.
محققان ادعا می کنند که کل فرآیند باعث می شود پلاستیک تعمیر شده حتی قوی تر از قبل از آسیب دیده شدن آن باشد. امید است که توسعه بیشتر این تکنیک به کاهش ضایعات شیمیایی در آینده کمک کند.
ناتانیل کوریگان، یکی از اعضای تیم، در یک انتشار خبری گفت: "در بسیاری از جاهایی که از مواد پلیمری استفاده می کنید، می توانید از این فناوری استفاده کنید." "بنابراین، اگر یک جزء خراب شود، می توانید مواد را بدون نیاز به دور انداختن آن تعمیر کنید. یک مزیت زیست محیطی آشکار وجود دارد زیرا شما مجبور نیستید یک ماده کاملاً جدید را هر بار که خراب می شود دوباره سنتز کنید. ما در حال افزایش هستیم. طول عمر این مواد، که ضایعات پلاستیکی را کاهش می دهد."
برام وندربرگت، استاد دانشگاه Vrije Universiteit بروکسل در بلژیک، بخشی از تیمی است که بر روی گیره‌های رباتیک خود تعمیر می‌شوند. گیره ها از پلیمرهای خود ترمیم شونده استفاده می کنند و برای استفاده در محیط هایی که ربات ها اغلب آسیب می بینند در نظر گرفته شده اند. او در یک مصاحبه ایمیلی به Lifewire گفت: "اما این فناوری و کار ما نیز کاربردهایی فراتر از برنامه فعلی دارند."
ربات‌های خوددرمان‌شونده می‌توانند استقلال بیشتری در آینده ایجاد کنند.
"ما می توانیم انتظار پیشرفت در توسعه سیستم های مواد مقاوم در برابر آسیب را داشته باشیم که از عملکردهای الکترونیکی و روباتیک پشتیبانی می کنند." "این سیستم ها ممکن است شامل موادی باشند که قادر به تشخیص آسیب، گزارش رویداد، و بهبود یا تنظیم خواص مواد برای کاهش آسیب برای جلوگیری از خرابی یا آسیب های آینده باشند."
