Teadlased loovad piesoelektrilise loodusliku materjali abil maailma kõige raskema iseparaneva materjali

Kas olete kartlik, kui keegi teie telefoni kätte saab? Mitte sellepärast, et nad võivad teie kaitset rünnata, aga põhimõtteliselt sellepärast, et nad võivad selle maha kukkuda ja selle klaasi purustada? Vaieldamatult pole te ainuke. India Kolkata teadushariduse ja teadusuuringute instituudi (IISER) analüütikud võisid üsna hiljuti leida ideaalse materjali mobiiltelefoni ekraani valmistamiseks: lihtne materjal on kõva ja taastub, kui see puruneb.

Teadlased on üsna pikka aega töötanud selle nimel, et edendada materjale, mis võivad end ise parandada, ja neil on olnud ka mõningaid saavutusi. Näiteks oli American Chemical Society teadlastel võimalus edendada väheseid ujumisroboteid, mis suudavad end atraktiivselt parandada, samas kui Singapuri riikliku ülikooli analüütikud võtsid kasutusele alternatiivse strateegia, valmistades nutika vahumaterjali, mis võimaldab roboti kätel end ise fikseerida ja tajuda. objektid.

Iseparandavad materjalid on võltsitud või kunstlikult valmistatud ained, mis suudavad ise endale tekitatud kahjusid parandada ilma probleemi välise tuvastamise või inimeste vahenduseta. Enamasti rikuvad materjalid pika aja jooksul kurnatuse, ökoloogiliste tingimuste või tegevuse käigus tekitatud kahju tõttu. Katkestused ja erinevat tüüpi kahjustused on avaldatud väikesel tasemel, mis muudavad materjalide sooja-, elektri- ja akustilisi omadusi ning katkestuste levik võib põhjustada materjali võimalikku pettumust. Üldiselt on katkestusi alguses raske tuvastada ning aeg-ajalt hinnangute ja paranduste jaoks on vaja käsitsi vahendamist. Vastupidi, isetaastuvad materjalid võitlevad korruptsiooniga, luues hoolduskomponendi, mis reageerib miniatuursele kahjustusele. Mõned iseparanevad materjalid on klassifitseeritud nutikate struktuuride hulka ja võivad kohaneda erinevate looduslike tingimustega, nagu näitavad nende tuvastamis- ja aktiveerimisomadused.



Sellele vaatamata on nende ettevõtmiste üks probleem see, et need on õrnad ja hägused ega sobi karmide rakenduste jaoks. Nii otsustasid IISERi analüütikud ja India Tehnoloogiainstituudi (IIT) analüütikud Kharagpur loobuda sellest, et luua midagi, mis oleks entusiastlikum kui traditsiooniline isetaastuv materjal, nagu teatas The Telegraph India.

Analüütikud kasutasid piesoelektrilist looduslikku materjali, mis muudab mehaanilise energia elektrienergiaks ja vastupidi, et valmistada nõelvormitud vääriskive, mis ei ole mitme mm pikkused ega 0,2 mm laiused, vastavalt uuringutulemustele, mis jagati välja. päevik Teadus.

Kahe pinna vahele tekkis kindel ahvatlev jõud tänu nende subatomilisele mänguplaanile ainulaadse planeeringuga vääriskivides. Iga kord, kui tekkis pragu, ühendasid ahvatlevad jõud tükid tagasi, ilma et oleks vaja välist täiustamist, näiteks soojust või muud, mida enamik isetaastuvatest materjalidest vajaks.

Analüütikud kasutasid piesoelektrilisi tavalisi materjale, mis muudavad mehaanilise imperatiivsuse üle elektriliseks ja vastupidi, et muuta nõelakujulised vääriskivid, mis ei ole rohkem kui 2 mm piklikud või 0,2 mm hiiglaslikud, võttes arvesse katsetulemusi. on leitud päevikust Science.

Nende subatomilise seose tõttu selgesõnaliselt kavandatud vääriskivides tekkis kahe pinna vahele võimas kütkestav survetegur. Iga kord, kui mõra juhtus, liitusid jõud uuesti asjadega, ilma et oleks välist uuendust, mis oleks samaväärne soojuse või muuga, mida suurem osa iseparanevatest tarvikutest vajaks.

'Meie iseparanev materjal on kordades kõvem kui teised ja sellel on väga hästi korraldatud sisemine klaasitaoline struktuur, mida toetavad paljud riistvara- ja optilised rakendused,' ütles juhtivteadur professor Chilla Malla Reddy IISERist.

'Ma kujutan ette rakendusi tavalise vidina jaoks,' ütles Bhanu Bhushan Khatua, IIT Kharagpuri grupi isik. Selliseid materjale saab kasutada mobiiltelefonide ekraanide jaoks, mis fikseerivad end kukkumise ja purunemise korral.

Siiski on ainult üks probleem. Tõenäoliselt ei turustata seda ja pole juurdepääsetav, kui kavatsete oma järgmise mobiiltelefoni hankida.