Новый материал исцеляет, как биологическую ткань, для поддержания электропроводности

Когда вы порезаете палец, вы навсегда не нарезаете свой палец. Он исцеляет, и это то, что даже наши самые современные машины не могут сделать. Они зависят от нас для ремонта и обслуживания, но команда исследователей из Лаборатории интегрированных мягких материалов в Университете Карнеги-Меллона разработала новый материал, который может исцелить себя, чтобы поддерживать электропроводность даже при серьезном повреждении.

Было много демонстраций гибкой электроники, которые можно было бы использовать в так называемой «мягкой робототехнике». Однако эти материалы более уязвимы к повреждению, чем холодный, неустойчивый металл. Недавно созданный эластомер является гибким и способен к самовосстановлению при повреждении. В качестве бонуса он также поддерживает постоянную электропроводность при растяжении.

Ключом к этому материалу является использование крошечных металлических капель, встроенных в мягкий силиконовый эластомер. Эти капли, сплав галлий-индия (GA), разрываются и вытекают в окружающий материал при его повреждении. Капли сливаются и образуют новые электрические пути, которые обходят поврежденные области. Соединение достаточно прочное, чтобы нести как мощность, так и данные.

Итак, мы не говорим об исцелении структуры материала, а о его функциональности. Настоящая выгода здесь заключается в том, что никто не должен рассказывать материалу, чтобы исцелить себя. Весь процесс происходит автоматически, когда происходит повреждение. Капли ГА естественным образом сливаются и обтекают поврежденные участки силикона.

Команда говорит, что этот эластомер может оправиться от механического повреждения, которое обычно делает схему неработоспособной. Чтобы доказать это, исследователи создают несколько демонстрационных устройств. Там есть цифровые часы, которые продолжают работать, поскольку все больше и больше материала отсекается. Более впечатляющим является мягкий робот, который катится вперед, даже после того, как жестокий исследователь использует дырокол для повреждения гибкой цепи. По результатам лабораторных экспериментов команда оценивает, что схема может функционировать, даже если 50 процентов ее повреждено или уничтожено.

Такая схема самовосстановления имеет множество потенциальных применений. Исследователи указывают на пригодную для носки электронику - идеальный вариант использования. Вам не придется беспокоиться о износе, если бы гибкие электронные части могли заживать. Аналогично, роботы, которые работают в отдаленных районах, могут продолжать идти после повреждения, когда ни один человек не собирается их ремонтировать. Возможно, даже роверы, изучающие другие планеты, могут извлечь выгоду из гибких материалов для самовосстановления. Обычно их нет в пределах нескольких миллионов миль. Однако некоторые приложения могут потребовать внесения изменений в размещение и размер капли.