Co by było, gdyby pęknięty ekran telefonu komórkowego lub panele słoneczne zasilające satelitę same się naprawiły? Tego typu roboty i elektronika to nie tylko science fiction – gdzie samoświadome maszyny, takie jak Terminator, mogą się leczyć – ale są również interesujące dla naukowców i twórców technologii. Naukowcy z Technion Institute of Technology w Izraelu twierdzą, że elektronika naprawia się samoczynnie i ma technologię, aby to udowodnić.
Wraz ze wzrostem wykorzystania technologii, starsze urządzenia elektroniczne stają się tym cenniejsze i bardziej niezbędne w operacjach o znaczeniu krytycznym. Technologia, z której korzystamy na co dzień – smartfony, laptopy czy tablety – ma bardzo ograniczoną żywotność. Te krótkie cykle życia są spowodowane głównie uszkodzeniem sprzętu elektronicznego i normalną degradacją komponentów elektronicznych, w tym baterii litowych. Od rządu po prywatny przemysł technologiczny, uszkodzenia elektroniczne mogą mieć tragiczne konsekwencje. Na przykład badanie przeprowadzone w 2010 r. przez Stowarzyszenie Wyładowań Elektrostatycznych (ESD) oszacowało, że branża może stracić do 5 miliardów dolarów rocznie na samym tylko uszkodzeniu elektrostatycznym. Do 2022 roku, przy stale zmieniającej się globalnej chmurze opartej na niekończących się serwerach, ryzyko będzie jeszcze większe.
Dym, ogień, woda, kurz, korozja, wahania temperatury, promieniowanie, wstrząsy mechaniczne, uderzenia, awarie styków i naprężenia termiczne… istnieje wiele sposobów na uszkodzenie sprzętu elektronicznego (poprzez LiveWire). Z drugiej strony inne technologie, takie jak technologia kosmiczna NASA lub komercyjne satelity, które nie są dostępne do konserwacji lub naprawy, wymagają dłuższej żywotności, ale nadal zależą od sprzętu elektrycznego, który łatwo ulega uszkodzeniu. Elektronika samonaprawiająca się to wciąż marzenie, ale może stać się „świętym Graalem technologii”.
Naukowcy napotykają samonaprawiające się nanocząstki
Zespół badawczy kierowany przez profesora Yehonadava Bekensteina i nbsp; z Wydziału Nauki o Materiałach i Inżynierii oraz SolidState Institute w Technion badano nanocząstki perowskitu pod kątem ich potencjału jako zieloną alternatywę dla toksycznych materiałów ołowianych stosowanych w elektronice. Więc znaleźli coś nieoczekiwanego.
Zespół odkrył na poziomie mikroskopowym, że nanokryształy przesuwają dziury (zmiany) w różnych obszarach struktury w celu samonaprawy. Zdziwieni tym naukowcy opracowali kod do analizy mikroskopijnych filmów i zrozumienia dynamiki i ruchów wewnątrz kryształu. Naukowcy zdali sobie sprawę, że uszkodzony obszar lub dziura uformował się na powierzchni nanocząstek, a następnie migrował do energetycznie stabilnych obszarów wewnątrz, i ostatecznie został „odrzucony” spontanicznie na zewnątrz. Naukowcy wyjaśniają, że dzięki temu procesowi samoleczenia nanokryształy zasadniczo wracają do swojego nienaruszonego stanu (zgodnie z Technion). andnbsp;
Naukowcy Technion uważają, że odkrycie to jest ważnym krokiem w kierunku zrozumienia procesów, dzięki którym nanocząstki perowskitu mogą same się leczyć. Zespół jest również przekonany, że nanocząstki perowskitu znajdą zastosowanie w panelach słonecznych i innych urządzeniach elektronicznych. Pełne badanie, opublikowane przez Advanced Functional Materials i dostępne w Wiley Online Library, nosi tytuł „Samoleczenie pustych przestrzeni kryształów w powiązanych nanokryształach podwójnego perowskitu”. Pasywność powierzchni”.
Przyszłość technologii samonaprawiania
Podczas gdy naukowcy Technion skoncentrowali się na właściwościach samonaprawiania małych materiałów i komponentów elektronicznych, inne projekty poczyniły ogromne postępy w rozwoju nowych technologii. roboty. Doskonałym przykładem wielkoskalowej technologii samonaprawiania oprogramowania i sprzętu jest Dextre, którego NASA nazywa „współtwórcą” Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
2 maja 2019 r. kontrolerzy NASA użyli Dextre do wymiany wadliwego przełącznika magistrali głównej 3 i przywrócenia Międzynarodowej Stacji Kosmicznej do znamionowej mocy wyjściowej. NASA wyjaśniła, że w tym przypadku Dextre uniemożliwił astronautom odbycie awaryjnego spaceru kosmicznego. Aby wydłużyć stację kosmiczną, Dextre przechodzi przez szynę końcową zamontowaną na modułach stacji. Gdy systemy nie są montowane bezpośrednio na modułach stacji kosmicznej, które wymagają konserwacji lub naprawy, Dextre można umieścić na wysuwanym ramieniu robota znanym jako Canadianarm2.
Dextre to gigantyczny robot wielozadaniowy opracowany przez Kanadyjską Agencję Kosmiczną (CSA). Wymienił baterie, wykrył wycieki amoniaku, które są kluczowe dla bezpiecznej pracy stacji kosmicznej i wiele więcej. Chociaż Dextre jest obsługiwane przez zespoły kontroli naziemnej NASA i CSA, niektóre z jego funkcji są niezależne. Obserwowanie, jak Dexter porusza się z misją naprawczą, z pewnością podpowiada, jak będą wyglądały samonaprawiające się roboty na dużą skalę w najbliższej przyszłości.