Itsekorjautuvia materiaaleja

Kansainvälisen tutkijaryhmän luoma uusi sähköinen materiaali voi korjata useita toimintojansa automaattisesti, vaikka rikkoutuisi useita kertoja. Tällainen materiaali voisi parantaa puettavan elektroniikkaa kestävyyttä.

Jos esimerkiksi eristemateriaalia säilyttää sähkövastuksensa korjautumisen jälkeen mutta ei lämmönjohtavuuttaan, se saattaa elektroniikan ylikuumenemisen vaaraan.

Materiaali, jonka Penn State yliopiston professori Qing Wang ja hänen ryhmänsä loivat palauttaa kaikki tarvittavat ominaisuudet käytettäväksi eristeenä puettavassa elektroniikassa, kuten mekaaninen lujuus, läpilyöntilujuus, resistiivisyys, lämmönjohtavuus ja dielektrisyys tai eristävät ominaisuudet.

Tekniikka perustuu boorinitridisillä nanoarkeilla pinnoitettuun polymeerimuoviseen pohjamateriaaliin. Kuten grafeeni, boorinitridiset nanoarkit ovat kaksiulotteisia mutta eristäviä eivätkä johtavia.

Materiaali korjaa itsensä, koska boorinitridiset nanoarkit liittyvät toisiinsa tarkoitukseensa tehdyillä vetysidosryhmillä. Kun kaksi kappaletta on lähekkäin, luonnostaan esiintyvä sähköstaattinen vetovoima vetää ne kiinni toisiinsa.

Riippuen polymeeriin lisätyn boorinitridisten nanoarkkien prosenttiosuudesta tämä itsekorjautuvuus vaatia lisää lämpöä tai painetta, mutta joissakin muodoissa uusi materiaali voi korjata itsensä jopa huoneen lämpötilassa.

University of California at San Diego ja University of Pittsburghin tutkijat ovat yhdessä kehittäneet nanomoottoreita, jotka korjaavat sähköisiä kontakteja.

Idea kaapattiin luonnosta. Jos esimerkiksi leikkaat haavan sormeen, verihiutaleet automaattisesti paikallistavat haavan sijainnin ja aloittavat paranemisprosessin.

Tutkijat tekivät kullasta ja platinasta nanohiukkasia, jotka saavat käyttötehonsa vetyperoksidista. Platina kiihdyttää polttoainetta hajoamaan vedeksi ja hapeksi, mikä pitää hiukkasia liikkeessä.

Testaus osoitti, että nanomoottorit lähestyessään katkoskohtaa kasautuivat siihen ja silloittivat kuilun kaksi puolta toisiinsa ja johtavina metalleina ne saivat virran jälkeen kulkemaan.

Nanomoottorit sopisivat vaikeasti korjattaviin kohteisiin kuten aurinkokennojen johtavaa kerrokseen ja niitä voitaisiin käyttää myös korjaamaan taipuisia antureita ja akkuja.