Öngyógyuló bór-nitrid dielektrikumot hoztak létre

Míg a legtöbb korábbi kutatás a vezetőkre koncentrált, ami az öngyógyuló elektronikát illeti, egy kutatócsoport most a szigetelőket vette célba.

Öngyógyuló bór-nitrid dielektrikumot hoztak létre

A hajlékony elektronikai fejlesztések legnagyobb hátráltatója, hogy az ezeket alkotó alapvető fontosságú részegységek többsége nem túl flexibilis, és még ha képes is az öngyógyulásra, a törések után nem funkcionál úgy, mint előtte. Egy nemzetközi kutatócsoport azonban most előállt egy olyan anyaggal, amely sokkal jobban bírja a strapát, mint elődei, és többszöri törés után sem romlik a teljesítménye.

„A viselhető és hajlékony elektronikus eszközök használat közben idővel állandósuló mechanikai deformáción esnek át, ami tönkre teheti ezeket” – mondja Qing Wang a Pennsylvaniai Állami Egyetem kutatója. „Olyan anyagot akartunk létrehozni, amely a törések után kijavítja magát és teljes mértékben helyreállítja saját funkcionalitását.”

A korábban kifejlesztett hasonló öngyógyuló anyagokkal az a fő probléma, hogy ezek szerkezeti integritása helyreáll ugyan a sérülések után, de nem minden szempontból működnek úgy, mint a törések előtt. Egy viselhető elektromos rendszernél viszont az anyag több funkciójára is szükség van ahhoz, hogy az működjön. Egy dielektrikum esetében például az elektromos ellenállóképesség megőrzése és a hővezetési képesség fenntartása egyaránt lényeges, hiszen hiába gyógyul meg az előbbi, ha az utóbbi rosszabbul kezd működni, túlmelegszik a rendszer.

Wang és társai viszont egy olyan dielektrikumot hoztak létre, amely minden releváns szempontból jól gyógyul. Míg az öngyógyuló anyagok többsége lágy, az új fejlesztés kifejezetten ellenállónak, ugyanakkor hajlékonynak tűnik. A matéria lelkét bór-nitrid nanolapok adják, amelyeket polimerrel ötvözve alkalmaztak. A bór-nitrid a grafénhez hasonló módon kétdimenziós, hexagonális rácsot képez, ám a grafénnal ellentétben nem vezető, hanem szigetelő tulajdonságú.

Wang elmondása szerint saját kutatásuk ebben is újdonságot jelent a területen, hiszen a legtöbb öngyógyuló elektronikával foglalkozó projekt a vezetőkre koncentrál, holott egy működő elektromos rendszerhez szigetelőkre is szükség van. A bór-nitrid nanolapok az anyag törése után hidrogénkötések révén újra összekapcsolódnak, és változatlan teljesítménnyel működnek tovább. Attól függően, hogy mennyi nanolap kerül a polimer mellé, a minél tökéletesebb öngyógyuláshoz bizonyos esetekben külső hő és nyomás alkalmazása is szükséges, de léteznek olyan elrendezések, amelyek szobahőmérsékleten maguktól képesek erre, csak egymás mellé kell helyezni a törött felületeket.

Az anyag másik nagy előnye a fejlesztők elmondása szerint, hogy a bór-nitrid nanolapok taszítják a vizet, így a belőlük készült dielektrikumok magas páratartalmú helyeken, például a zuhany alatt vagy a tengerparton is használhatók lehetnek, ami más öngyógyuló anyagok esetében eddig a gyenge pontot jelentette.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward