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Dieses von Wolverine inspirierte Material könnte selbstheilende Smartphones ermöglichen

Dieses von Wolverine inspirierte Material könnte selbstheilende Smartphones ermöglichen

Selbstheilungstechnologie mag wie ein Oxymoron klingen. Wir verbinden Heilung oft mit organischen Kreaturen, und wenn wir "Selbstheilung" hören, denken wir vielleicht sogar an eine Supermacht. Ein Forscherteam präsentierte der American Chemical Society jedoch eine potenziell revolutionäre Substanz: ein selbstheilendes Material für Robotik und Spielereien. Dieses dehnbare Polymermaterial würde es Elektronik und weichen Robotersystemen ermöglichen, sich selbst zu reparieren.

Wolverine-inspirierte selbstheilende Smartphones

Der leitende Forscher Chao Wang sagte, die Inspiration stamme tatsächlich (zumindest teilweise) aus der Comic-Welt.

"Als ich jung war, war mein Idol Wolverine von den X-Men", sagte er. "Er konnte die Welt retten, aber nur, weil er sich selbst heilen konnte. Ein selbstheilendes Material kann, wenn es in zwei Teile zerlegt wird, wieder zusammenpassen, als wäre nichts passiert, genau wie unsere menschliche Haut."

Wang hat das Potenzial für selbstheilende Lithium-Ionen-Batterien untersucht. In einer idealen Welt könnte sich das teure neue Smartphone selbst reparieren, wenn jemand sein Handy fallen lässt. Sie müssen nicht mehr bei Apple oder einem Mobilfunkanbieter vorbeischauen, um ein Ersatztelefon, einen Ersatzbildschirm oder einen Ersatzakku zu kaufen.

Polymerketten

Wenn die Forscher jedoch "Selbstheilung" sagen, meinen sie eher chemische Bindung als schnelles biologisches Nachwachsen. Wang und sein Team an der University of California in Riverside nutzten eine Ionen-Dipol-Wechselwirkung. Diese Bindung kommt von der Anziehungskraft zwischen einem geladenen Ion und polaren Molekülen.

[Bildquelle:Wang Lab]

Die erzeugten Polymerketten zeigen zweifellos Superheldenstärke. Das Material kann bis zu 50-mal bei normaler Größe gedehnt werden. Die Forscher rissen das Material in zwei Teile. Es dauerte nur einen Tag, bis es sich bei Raumtemperatur selbst geheilt hatte. Das Team machte dann einen künstlichen Muskel aus der Substanz. Sie legen ein nichtleitendes Material zwischen zwei Schichten des ionischen Polymers. Das Material reagierte auf Elektrizität und die Muskeln zuckten. (Es sollte jedoch beachtet werden, dass Wang und das Polymer seines Teams nicht für medizinische Zwecke bestimmt sind.)

"Frühere selbstheilende Polymere haben bei hoher Luftfeuchtigkeit nicht gut funktioniert", sagte Wang. "Wasser dringt dort ein und bringt die Dinge durcheinander. Es kann die mechanischen Eigenschaften verändern. Wir optimieren derzeit die kovalenten Bindungen im Polymer selbst, um diese Materialien für reale Anwendungen vorzubereiten. "

Zukünftige Anwendungen

Was bedeutet diese unglaubliche neue Substanz für die Zukunft? Die weiche Robotik wächst als Teilmenge der Robotik weiter. Während sich nicht starre, matschigere Roboter entwickeln, müssen Wissenschaftler, die sie herstellen, auch Werkzeuge finden, mit denen diese Systeme effektiv repariert werden können. Das Team stellt in seinen Ergebnissen fest, dass "Anwendungen, die eine hohe Dehnbarkeit erfordern und einen erheblichen mechanischen Verschleiß aufweisen, stark von der Integration von Selbstheilungsfunktionen profitieren würden, um die Lebensdauer zu verlängern und die Kosten für Geräte zu senken."

Die Forscher präsentierten ihre Ergebnisse auf dem diesjährigen National Meeting & Exposition der American Chemical Society (ACS). Das ACS ist eine der ältesten Organisationen für Chemiker und Chemie der Welt. In diesem Jahr gab es mehr als 14.000 Präsentationen zu verschiedenen Themen.

Weitere Informationen zur weichen Robotik und zu den möglichen Zukunftsaussichten der Robotik finden Sie hier Interessante Technik's weiche Robotik-Grundierung.

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