Международная команда ученых разработала электронный материал, который может многократно восстанавливать свои качества после поломки. С его помощью можно существенно увеличить долговечность носимой электроники.
«Носимая и гибкая электроника подвергается со временем механическим деформациям, что может привести к поломке, — говорит Цин Ван, профессор Пенсильванского университета. — Мы хотели найти электронный материал, который бы чинил себя сам, восстанавливая всю свою функциональность, и после каждой поломки».
Ученые уже создавали такие материалы, которые могли сами починить одну из своих функций, но для производства электроники важно восстановить все свойства. К примеру, если непроводник после поломки восстановит удельное сопротивление, но не восстановит теплопроводность, электроника может перегреться.
Разработанный командой профессора Вана материал восстанавливает все свойства, необходимые для использования в диэлектрических носимых устройствах — механическую прочность, пробивную прочность, удельное сопротивление, теплопроводность и изоляционные свойства. Открытие опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.
Большинство самовосстанавливающихся материалов мягкие или «напоминают жвачку», говорит профессор Ван, но изобретение Пенсильванского универстета очень твердое, поскольку они добавили к пластиковому полимеру нанолисты нитрида бора. Нитрид бора двухмерный материал, обладающий свойствами непроводимости электричества.
Материал лечится сам, потому что нанолисты нитрида бора соединяются водородными группами. Когда они находятся вблизи, электростатическое напряжение притягивает их друг к другу. Это происходит даже при комнатной температуре, без нагревания или давления.