«Самозаживляющееся» нанопокрытие: следующий этап разработок
«Самозаживляющееся» нанопокрытие: следующий этап разработок
Ученые из Иллинойса, возглавляемыми профессором в области материаловедения Полом Брауном и профессором химии Джеффри Муром, разработана технология, которая позволит создавать саморемонтирующиеся электронные устройства. В основе метода – нанесение на контакты и другие критические области «защитного покрытия» из микрокапсул, заполненных углеродными нанотрубками.
Эта же группа ученых в своих предыдущих исследованиях занималась восстановлением механических свойств транспортных средств после повреждений поверхностей. Ими было создано «самозаживляющееся» нанопокрытие, способное восстановить царапины и предотвратить коррозию на автомобильных шасси или днищах лодок.
Теперь специалисты заняты изучением методов восстановления работоспособности электроники, имеющей механические повреждения. Крошечные заполненные жидкостью капсулы разрываются в месте царапины, чтобы восстановить покрытие практически в первоначальном виде. Микрокапсулы, расположенные на контактах, при разрыве должны высвободить нанотрубки, которые соединят разрыв и возобновят прохождение электрического сигнала. «Мы нацелены на ликвидацию распространенных отказов в сотовых телефонах и другой портативной электронике», — отмечает Пол Браун.
В ходе эксперимента исследователи Браун и Мур поместили углеродные нанотрубки в полимерные сферы диаметром около 200 микрометров. Исследователи инициировали разрыв микрокапсул и поместили образовавшуюся смесь из нанотрубок и фрагментов оболочки на кончики поврежденного контакта. Высвобожденные нанотрубки сформировали соединение, восстановившее его работоспособность. Профессор Пол Браун отмечает, что в использовании большого количества высокотехнологичных капсул нет нужды, достаточно наносить их точечно на критичные по разрывам участки.
В настоящее время исследователи под руководством Брауна и Мура отрабатывают способ точного расположения микрокапсул, используя способ, названный ими electrospraying («электрораспыление», «электроорошение»), и проводят тесты с целью понять, насколько универсальны капсулы для врачевания «переломов» в электропроводящих материалах.
Пока способ проходит проверки на эффективность, коллеги изобретателей задумываются над тем, где подобное «самовосстановление» сможет найти применение. Например, Кристофер Билавски, адъюнкт-профессор химии из Университета Техаса в Остине, считает методику, дающую возможность устранять такие пустяковые, но досадные повреждения, особенно важной для конструкторов подводных лодок и космических спутников. Сейчас инженеры вынуждены дублировать особо важное оборудование на случай его отказа. Но если электроника будет в состоянии чинить сама себя, необходимость в избыточных системах попросту отпадет.
И что особенно важно в эпоху активного развития ПК и прочих электронных устройств, внедрение методики позволило бы создавать более легкие, дешевые и производительные портативные устройства.
