Nuovi materiali potrebbero presto consentire ai componenti elettronici danneggiati, come nei veicoli spaziali, di ripararsi. I materiali recentemente sviluppati dagli scienziati possono riparare i propri danni meccanici con le cariche elettriche generate dall'impatto meccanico su di essi.
I dispositivi che utilizziamo quotidianamente spesso si guastano a causa di danni meccanici, costringendoci a ripararli o sostituirli. Ciò riduce la durata dell'apparecchiatura e aumenta i costi di manutenzione. In molti casi, come nelle navi spaziali, l'intervento umano per il restauro non è possibile.
Tenendo presente tali necessità, i ricercatori dell'Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Kolkata, in collaborazione con IIT Kharagpur, hanno sviluppato cristalli molecolari piezoelettrici che si riparano da danni meccanici senza bisogno di alcun intervento esterno. I cristalli piezoelettrici sono una classe di materiali che generano elettricità quando subiscono un impatto meccanico.
Le molecole piezoelettriche sviluppate dagli scienziati chiamate cristalli organici di bipirazolo si ricombinano in seguito a frattura meccanica senza alcun intervento esterno, autorigenerandosi autonomamente in millisecondi con precisione cristallografica.
In questi solidi molecolari, a causa della proprietà unica di generare cariche elettriche in caso di impatto meccanico, i pezzi rotti acquisiscono cariche elettriche nella giunzione della fessura, portando all'attrazione delle parti danneggiate e alla precisa riparazione autonoma. Questa ricerca sostenuta dal Dipartimento di Scienze e Tecnologia, GoI tramite la Swarnajayanti Fellowship to CM Reddy e le borse di ricerca del Science and Engineering Research Board (SERB) sono state pubblicate sulla rivista 'Scienza' da poco tempo.
Questa metodologia è stata inizialmente sviluppata dal team dell'IISER Kolkata guidato dal Prof. C Malla Reddy, beneficiario della borsa di studio Swarnajayanti (2015) fornita dal Dipartimento di Scienza e Tecnologia, GoI. La prof.ssa Nirmalya Ghosh di IISER Kolkata, vincitrice del premio GG Stokes della Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) nella polarizzazione ottica 2021, ha utilizzato un sistema microscopico di polarizzazione all'avanguardia progettato su misura per sondare e quantificare il perfezione dei cristalli organici piezoelettrici. Questi materiali con una perfetta disposizione interna di molecole o ioni sono chiamati "cristalli", che sono abbondanti in natura.
Il team dell'IIT Kharagpur, il prof. Bhanu Bhusan Khatua e il dott. Sumanta Karan hanno studiato le prestazioni dei nuovi materiali per la fabbricazione di dispositivi meccanici per la raccolta dell'energia. Il materiale può trovare applicazione in micro-chip di fascia alta, meccanica di alta precisione sensore, attuatori, microrobotica e così via. Ulteriori ricerche su tali materiali potrebbero alla fine portare allo sviluppo di gadget intelligenti che riparano da soli crepe o graffi.
