Новые материалы могут вскоре позволить починить поврежденные электронные компоненты, например, в космических кораблях. Материалы, недавно разработанные учеными, могут восстанавливать собственные механические повреждения с помощью электрических зарядов, возникающих при механическом воздействии на них.
Устройства, которые мы используем ежедневно, часто выходят из строя из-за механических повреждений, вынуждая нас ремонтировать или заменять их. Это сокращает срок службы оборудования и увеличивает расходы на техническое обслуживание. Во многих случаях, как в космических кораблях, вмешательство человека для восстановления невозможно.
Помня об этом, исследователи из Индийского института научного образования и исследований (IISER) в Калькутте в сотрудничестве с IIT Kharagpur разработали пьезоэлектрические молекулярные кристаллы, которые восстанавливаются от механических повреждений без необходимости какого-либо внешнего вмешательства. Пьезоэлектрические кристаллы - это класс материалов, которые вырабатывают электричество при механическом воздействии.
Пьезоэлектрические молекулы, разработанные учеными, называемые органическими кристаллами бипиразола, рекомбинируют после механического разрушения без какого-либо внешнего вмешательства, автономно самовосстанавливаясь за миллисекунды с кристаллографической точностью.
В этих молекулярных твердых телах благодаря уникальному свойству генерировать электрические заряды при механическом воздействии сломанные части приобретают электрические заряды в месте соединения трещины, что приводит к притяжению поврежденных частей и точному автономному ремонту. Это исследование поддерживается Департаментом науки и ТехнологииПравительство Индии через стипендию Сварнаджаянти К.М. Редди и исследовательские гранты Совета по науке и инженерным исследованиям (SERB) были опубликованы в журнале. 'Наука' в последнее время.
Эта методология была первоначально разработана командой IISER из Калькутты под руководством профессора К. Маллы Редди, получателя стипендии Сварнаджаянти (2015 г.), предоставленной Департаментом науки и технологий правительства Индии. Профессор Нирмаля Гош из IISER в Калькутте, лауреат премии Общества инженеров по фотооптическому приборостроению (SPIE) GG Stokes Award в области оптической поляризации 2021 года, использовал специально разработанную современную поляризационную микроскопическую систему для исследования и количественной оценки совершенство пьезоэлектрических органических кристаллов. Эти материалы с идеальным внутренним расположением молекул или ионов называются «кристаллами», которых в природе много.
Команда ИИТ Харагпура, профессор Бхану Бхусан Хатуа и доктор Суманта Каран изучили характеристики новых материалов для изготовления устройств сбора механической энергии. Материал может найти применение в высококачественных микрочипах, высокоточных механических датчик, исполнительные механизмы, микроробототехника и т. д. Дальнейшие исследования таких материалов могут в конечном итоге привести к разработке умных устройств, которые самостоятельно ремонтируют трещины или царапины.
