Технические Тенденции на 2016: Самовосстанавливающиеся материалы

Исследователи больше не занимаются выдумкой, а ищут интеллектуальные материалы, которые можно использовать для ремонта поврежденных смартфонов и даже для создания искусственной кожи.

Перспектива самовосстанавливающихся материалов может показаться чем-то из далекого будущего, но все большее число исследователей серьезно относится к этой возможности, создав прототип множества нововведений по самовосстановлению материалов.

Возможности этих самовосстанавливающихся «умных» материалов – от инфраструктуры до смартфонов, отколотого лака для ногтей и даже кожи – только начинают осознаваться. В июне этого года команда из Университета Бристоля сообщила, что они изобрели крылья самолета, которые могли бы ремонтировать себя в воздухе, в то время как исследователи из Университета Королевы Марии в Лондоне создают самовосстанавливающиеся белковые каркасы для выращивания тканей.

L’Oreal недавно объявила, что планирует разработать самовосстанавливающийся лак для ногтей, и в Нидерландах ученые TU Delft начали создавать биобетон, который лечит себя с помощью бактерий.

В этом месяце технический гигант Apple выпустил новую патентную заявку на «самовосстанавливающиеся эластомеры», которая защищала бы порты на устройствах смартфонов, такие как порты для наушников. Материал будет защищать воду и мусор от проникновения внутрь устройства и его повреждения – когда необходимо использовать порт, пользователь вставляет соединитель через эластомер и, удалив его, снова герметизирует. Телефон LG G Flex также обладает самовосстанавливающимися свойствами, благодаря самовосстанавливающейся задней части телефона, которая может «заживать» от царапин и следов на нем.

Возможно, самое интересное и вдохновляющее использование этой технологии – то, как она используется, чтобы воплотить в жизнь концепцию Sci-Fi об искусственной коже и запасных частях для человеческого тела. Исследователи- химики из Технологического института в Хайфе, Израиль, разработали самовосстанавливающийся гибкий датчик, имитирующий свойства самовосстановления кожи человека. Эти исследователи говорят, что есть большая вероятность того, что свойства самовосстановления сенсора могут быть включены в электронную кожу будущего, что дает ему критическую способность «излечивать» себя менее чем за день. Это может даже дать протезам чувство осязания; позволяя владельцу «чувствовать» изменения в окружающей среде.

Будьте готовы, потому что в 2016 году материалы начнут напоминать живые ткани больше, чем статичные объекты.

Как это устроено

Вдохновленные биологическими системами организма, которые способны лечить после ранения, самовосстанавливающиеся материалы представляют собой умные материалы, которые конструктивно встроены, чтобы восстанавливать повреждения, вызванные механическим использованием во времени.

Если люди порезают себя, порез быстро заживет, поэтому исследователи думают, что металлы, пластмассы, композиты и другие повседневные материалы должны быть такими же «умными».

Технология чрезвычайно сложна, но ученые в настоящее время работают с целым рядом самовосстанавливающихся материалов, таких как полимеры; пластмассы, сделанные из длинных, повторяющихся молекул, встраиваемые нагреватели, микрососудистые материалы, материалы с памятью формы и обратимые полимеры.

В своем докладе о сенсорах самовосстановления исследователи Хайфы – профессор Хоссам Хейк и доктор Тан-Фат Хуинх – прокомментировали:

«Уязвимость гибких датчиков, используемых в реальных приложениях, требует развития свойств самовосстановления, аналогичных способам заживления кожи человека. Соответственно, мы разработали полное самовосстанавливающееся устройство в форме сгибаемого и растягивающегося хеморезистора, где каждая часть – независимо от того, где устройство разрезано или поцарапано – является самовосстанавливающейся.

«[…] Однажды самовосстанавливающийся датчик может служить платформой для биосенсоров, которые отслеживают здоровье человека с помощью электронной кожи».

Добавить комментарий