Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Полимерные капсулы с нанотрубками.

NNN: Самовосстанавливающаяся электроника

Ключевые слова:  капсулы, углеродные нанотрубки

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

21 сентября 2009

Падение мобильного телефона или ноутбука может нанести непоправимый ущерб аппарату, а приобретение дорогостоящих и не всегда отличающихся привлекательным видом (и полноценной функциональностью) защищённых устройств часто не является выходом. Исследователи работают над альтернативными решениями и занимаются разработкой материала, который предоставит электронным схемам способность к самовосстановлению при небольших, но критических повреждениях, вызванных, например, падением.

Наполненные нанотрубками с проводящими свойствами капсулы, которые разрываются при механическом воздействии, могут быть помещены на электронные платы в зонах потенциального риска. В критической ситуации, ведущей к нарушению целостности схемы, некоторые капсулы также будут разрушаться и высвобождать нанотрубки для создания нового электрического соединения. Кроме того, учёные из Университета Иллинойса (University of Illinois) обращают внимание на добавки к капсулам, способные исправить отказы электродов литий-ионных аккумуляторов, являющиеся иногда причинами коротких замыканий и пожаров. Предыдущие исследования на тему самовосстанавливающихся материалов преимущественно концентрировались на возвращении механических свойств после неблагоприятных событий. Например, этим же специалистами созданы покрытия, способные устранять царапины и предотвращать коррозию на морских судах или автомобилях. Теперь коллектив применил эту технику к проблеме восстановления электронных свойств.

Мы обратили внимание на наиболее распространённые сбои в мобильных телефонах и другой портативной электронике", – говорит профессор материаловедения и инженерии в Университете Иллинойса Пол Браун (Paul Braun), возглавляющий проект вместе с профессором химии Джеффри Муром (Jeffrey Moore). Такие неполадки станут ещё более серьёзной проблемой с распространением гибкой электроники, способной выдержать намного большие нагрузки.

Чтобы создать самовосстанавливающийся материал, Браун и Мур заключили углеродные нанотрубки в полимерные сферы около 200 мкм в диаметре. Нанотрубки были выбраны по причине их высоких электропроводных свойств и вытянутой формы, которая прекрасно подходит для связывания разрывов и создания шунтов. В концептуальных экспериментах учёные разрушали капсулы отдельно и помещали образовавшуюся субстанцию между концами двух электрических щупов. Нанотрубки формировали мост, замыкавший цепь между ними. Хотя полимер не проводит ток, это не стало препятствием – была зафиксирована электрическая проводимость.

Восстановление электронных свойств – это фантастика«, – говорит доцент химии в Техасском университете (University of Texas) в Остине Кристофер Биелавски (Christopher Bielawski), который также занимается разработкой электронных материалов, способных восстанавливать себя. "Часто выход из строя устройства вызван выгоранием цепи или конденсатора, – поясняет учёный. – Это критично в ситуациях, если вы не можете отремонтировать его, например в спутниках или субмаринах».

Чтобы решить проблему, инженеры в настоящее время придают системам избыточность. Самовосстанавливающиеся схемы могут сделать устройства для подобного удалённого применения более лёгкими, эффективными и дешёвыми. Профессор материаловедения и инженерии в Северо-западном университете (Northwestern University) в Эвенстоне, Иллинойс, Марк Херсэм (Mark Hersam) также видит потенциал технологии в сфере батарей. «Сбои в литий-ионных батареях могут быть катастрофическими», приводя к взрыву, когда коррозия вызывает короткое замыкание, говорит Херсэм. В прошлом месяце профессор объединил усилия с учёными из Университета Иллинойса в рамках спонсируемого Министерством энергетики США проекта по разработке самовосстанавливающихся материалов для батарей. Возможно, будут созданы полимеры для капсул, реагирующие на химические изменения наподобие коррозии.

Разумеется, вы не захотите увеличивать массу батарей лишними компонентами, – говорит Браун. То же относится к электронным схемам. Но необходимости в больших количествах капсул нет. – Вы можете добавить небольшое количество, потому как сбои в электронике имеют тенденцию к появлению в одних и тех же точках структуры каждый раз.

В настоящий момент исследователи ищут пути точного расположения сфер. По словам Брауна, его группа обратила внимание на технику электронапыления. Также проводятся тесты с более приближёнными к реальным условиями, включая изучение проводимости материалов.


Источник: NNN



Комментарии
Трусов Л. А., 22 сентября 2009 01:42 
самовосстановление при небольших, но критических повреждениях, вызванных, например, падением...спутника или субмарины...

обычное наноньюснетное бла-бла ниАчём
Гудилин Евгений Алексеевич, 22 сентября 2009 07:38 
С 1 октября "Эксперимент" прекратим и будем думать, что хорошего делать дальше.
А какое сопротивление они там получают после "восстановления проводимости"?
Гудилин Евгений Алексеевич, 22 сентября 2009 10:37 
Вряд ли хорошее.
Боюсь, как раз таки хорошее.
Большое такое сопротивление.
Гудилин Евгений Алексеевич, 23 сентября 2009 22:35 
Hard Disk Killer, 26 сентября 2009 13:30 
Для схем это использовать не получится. Возможно выйдет неплохой детонатор для мин.
Застрожнов Евгений Иванович, 28 сентября 2009 04:23 
Резервируем простые проводники, но какими средствами! Узкие места устройства надо еще определить, да и от чего защищаться тоже надо знать. А как будет включаться механизм защиты на конкретном месте? Вопросов больше чем ответов.
Л В А, 29 сентября 2009 22:29 
Довольно странно. Мне приходилось видеть изделия после полевых испытаний. Так у них платы были в нескольких местах треснуты. Мне кажется, что сам представленный подход найдёт применение в несколько иных областях.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Операция Игельс...
Операция Игельс...

Международная онлайн-дискуссия «Квант будущего»
Фонд Росконгресс, Госкорпорация «Росатом», Российский квантовый центр и научно-популярное издание N+1 завершают серию международных онлайн-дискуссий «Квант будущего», где лидеры индустрии и ведущие мировые ученые обсуждают, как квантовые технологии уже изменили наш мир, и с какими вызовами помогут справиться в будущем.
Заключительная дискуссия «Квантовая революция: профессии будущего и трансформация образования» состоится 8 июля в 17:00 по московскому времени.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Супергибридный материал для хранения водорода. Двумерная соль. Существование виртуальных мультиферроиков подтверждено. Чёрные бабочки. Служение науке и немного поэзии.

Конкурс микрофотографий ZEISS Perspectives
Приглашаем специалистов, работающих с микроскопами ZEISS, Bruker, WITec принять участие в конкурсе микрофотографий ZEISS Russia&CIS «Перспективы».

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.