Nyújtható, öngyógyító, önmegvilágító anyag tönkretehetetlen eszközök új generációjához

2020 / 06 / 08 / Justin Viktor
Nyújtható, öngyógyító, önmegvilágító anyag tönkretehetetlen eszközök új generációjához
Milyen kényelmes lenne, ha mobil eszközeink kijelzői, biztonsági kameráink, vagy a robotok kevésbé lennének sérülékenyek, szervizigényesek. Egy új anyag épp ezt ígéri, a lehetséges felhasználási területek között szerepel a sérülésekkel szemben ellenálló rugalmas képernyő és fénylő elektronikus külső bevonat (bőr) autonóm lágyrobotok számára.

Képzeljünk el egy rugalmas digitális képernyőt, amely meggyógyítja magát, ha elrepedne, vagy egy fénykibocsátó robotot, amely sötét, veszélyes környezetben is megtalálja a túlélőket, esetleg mezőgazdasági vagy űrkutatási feladatokat végezhet.

A Szingapúri Nemzeti Egyetemen kifejlesztett új anyag valósággá változtathatja ezeket az ötleteket.

Az új, nyújtható anyag, fénykibocsátó kondenzátor-készülékekben használva, az eddigieknél sokkal alacsonyabb üzemi feszültségeknél is jól látható megvilágítást tesz lehetővé, és az öngyógyító tulajdonságai miatt ellenáll a sérüléseknek.


Az új elektronikus anyagot kifejlesztő NUS egyetemi kutatócsoportját Benjamin Tee asszisztens professzor vezette Wang Guanxianggal, aki a világító anyagmintát tartja (balra), és Dr. Tan Yu Junnal (jobbra). (Kép: Szingapúri Nemzeti Egyetem)

A HELIOS (Healable, Low-field Illuminating Optoelectronic Stretchable) nevű anyagot Benjamin Tee asszisztens professzor csapata a NUS mérnöki karának Egészségügyi Innovációs és Technológiai Intézete és az Anyagtudományi és Műszaki Tanszék munkatársaival közösen valósította meg.

Elektronikus ruházat és lágyrobotok

„A hagyományos, nyújtható optoelektronikai anyagoknál a látható fényerő eléréséhez nagyfeszültségre és magas frekvenciákra van szükség, amelyek korlátozzák a hordozhatóságot és az élettartamot. Az ilyen anyagokat nehéz biztonságosan és csendesen alkalmazni az ember-gép interfészeken” - magyarázta Tee professzor. E kihívások leküzdése érdekében az öt NUS-kutatóból álló csapat 2018-ban kísérleti úton elkezdte tanulmányozni a lehetséges megoldásokat, végül egy év elteltével megszületett a HELIOS.

A nyújtható optoelektronikai anyagok elektronikus működési feltételeinek javítása érdekében kifejlesztett anyagnak magas a dielektromos permittivitása és öngyógyító tulajdonságai jelentősek.

Az anyag egy átlátszó, elasztikus gumilap, amely a fluorelasztomer és a felületaktív anyagok egyedi keverékéből áll. A nagy dielektromos stabilitás lehetővé teszi, hogy több elektronikus töltést tároljon alacsonyabb feszültségeknél, ami nagyobb fényerőt tesz lehetővé, ha egy fénykibocsátó kondenzátor-készülékben használják.

A meglévő, nyújtható, fénykibocsátó kondenzátorokkal ellentétben a HELIOS-kompatibilis eszközök negyedakkora feszültséggel bekapcsolhatnak, és több mint 20-szor erősebb megvilágítást érhetnek el. Az anyag használatával 1460 cd/m2 megvilágítást értek el 2,5 V/μm-nél, amely a mai napig a legmagasabb megvilágítási érték nyújtható, fénykibocsátó kondenzátorok által, és már a mobiltelefonok képernyőinek fényerejével is összevethető.

Az alacsony energiafogyasztás miatt a HELIOS hosszabb élettartamú lehet, biztonságosan felhasználható az ember-gép interfészekben, és vezeték nélkül tölthető a hordozhatóság javítása érdekében. A HELIOS ellenáll a tépésnek és a lyukasztásnak is. Az anyag molekulái közötti megfordítható kötések megszakadhatnak és újra kialakulnak, ezáltal lehetővé téve az anyag számára, hogy adott környezeti feltételek mellett öngyógyuljon.

A HELIOS lehetséges hatásait leírva, Tee elmondta: „A fény az emberek és a gépek közötti kommunikáció nélkülözhetetlen eszköze. Mivel az emberek egyre inkább függnek a gépektől és a robotoktól, óriási érték rejlik abban, hogy a HELIOS-t szinte tönkretehetetlen fénykibocsátó eszközök vagy kijelzők létrehozására használják, amelyek nemcsak tartósak, de energiahatékonyak is.

Ez hosszú távú költségmegtakarítást eredményezhet a gyártók és a fogyasztók számára, csökkentheti az elektronikus hulladék mennyiségét és az energiafogyasztást, és lehetővé teheti pénztárca- és környezetbarát fejlett megjelenítési technológiák bevezetését.”

Következő lépések

A NUS csapata szabadalmaztatta az új anyagot, és megvizsgálják  a speciális csomagolás, biztonsági világítótestek, hordható eszközök, autóipari és robotikai alkalmazások területén történő alkalmazhatóságát. A kutatás eredményeiről először 2019 december 16-án számoltak be a Nature Materials rangos természetvédelmi folyóiratban.

(Forrás: NatureMaterials Képek: NUS, WPF)


 


Ismerd meg a ROADSTER magazint!
AUTÓK - DESIGN - GASZTRO - KULT - UTAZÁS - TECH // Ha szereted a minőséget az életed minden területén, páratlan élmény lesz!
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.