Samoopravná elektronika je blíže realitě, než si možná myslíte

Co kdyby se prasklý displej vašeho smartphonu dokázal přes noc sám opravit? Nebo kdyby solární panely dodávající energii satelitům mohly samy odstranit škody způsobené mikrometeority? Zatímco ve filmech se to samoopravami jen hemží, v reálném světě na to teprve čekáme. Vědci a vývojáři se touto možností však zabývají a hlásí pokroky.

Ilustrační foto - technologie | foto: Photo by Ramón Salinero on UnsplashCreative Commons

Výzkumní pracovníci z Izraelského technologického institutu Technion se domnívají, že samoopravná elektronika může existovat, a dokonce odhalili materiál, který to dokazuje.

Tak jak roste využívání technologií, je v zájmu společnosti, aby něco vydržely. Jenže technika, kterou každý den využíváme (chytré telefony, notebooky, TV apod.), má velmi omezenou životnost – často brzy vykazuje poruchy, poškození nebo se zcela rozbije. Kolikrát se přitom ukazuje, že oprava by nemusela být tak složitá. Stačilo by někde něco slepit, vyměnit díl nebo ho případně vytisknout na 3D tiskárně. Tím by se elektronice prodloužila životnost a šetřily přírodní zdroje.

Krátký životní cyklus je většinou způsoben i běžnou degradací elektronických součástí, včetně lithiových baterií. Kouř, oheň, voda, prach, koroze, kolísání teploty, záření, mechanické otřesy, náraz, porucha kontaktu a tepelné namáhání. Existuje mnoho způsobů, jak může být elektronika poškozena. Na druhou stranu jiné technologie, jako je ta vesmírná od NASA nebo komerční satelity, ke kterým není v případě nutnosti údržby snadný přístup, musí být vyrobeny tak, aby vydržely déle, respektive byly odolnější. Samoopravná elektronika by se proto mohla stát „svatým technickým grálem“.

Vědci objevili samoopravné nanočástice

Výzkumná skupina vedená profesorem Yehonadavem Bekensteinem z fakulty materiálových věd a inženýrství a ústavu pevných látek v Technionu studovala perovskitové nanočástice pro jejich potenciál poskytnout zelenou alternativu k toxickým olověným materiálům, které se hojně používají v elektronice. Při tom vědci přišli na něco nečekaného.

Tým zjistil, že perovskity po poškození zářením elektronového paprsku se mohou samy „léčit“. Perovskity, které byly poprvé objeveny už v roce 1839, si přitom nedávno získaly pozornost vědců díky jedinečným elektrooptickým vlastnostem, díky nimž jsou vysoce účinné při přeměně energie, a to i přes levnou výrobu. Jejich výzkum běží po celém světě, přičemž obzvlášť se jim věnuje pozornost v případě využití ve FV panelech, perovskity na bázi olova vysoce zvyšují účinnost solárních článků.

Ale zpět k výzkumu. Vědci zjistili, že nanokrystaly poškozenou oblast přesunuly do jiné, energeticky stabilní části a následovala její oprava. A to tak, že došlo k jejímu „spontánnímu vymrštění“ na povrch a ven, a tím se vrátila původní nedotčená struktura. Prostřednictvím tohoto samoléčebného procesu se nanokrystaly v podstatě zbavily svého poškození. Což je něco, na co se dlouho čekalo.

Výzkumníci z Technionu věří, že tento objev je klíčovým krokem k pochopení procesů, kterými se perovskitové nanočástice mohou samy opravovat. Tým se navíc domnívá, že toto je důvod, aby byly perovskitové nanočástice používány nejen v solárních panelech, ale i dalších elektronických zařízeních.

Budoucnost samoopravné technologie

Zatímco výzkumníci z Technionu zkoumají samoopravné možnosti především v případě menších materiálů a elektronických součástek, jiné projekty provedly obrovské skoky. Na světě jsou tak samoopravné stroje, systémy a robotika. Perfektním příkladem rozsáhlých samooprav hardwaru a softwaru je Dextre, označovaný v NASA za „údržbáře“ Mezinárodní vesmírné stanice (ISS). Dextre je nejsložitější kosmický robot na světě. Díky němu má ISS možnost využít pro opravy technologii místo toho, aby tak museli činit astronauté. Aby Dextre mohl operovat po celé délce vesmírné stanice, činí tak po kolejnici, která se nachází na modulech stanice. Pokud systémy, které nejsou přímo namontovány na modulech vesmírné stanice, vyžadují údržbu nebo opravu, lze Dextre nasadit na roztažitelné robotické rameno zvané Canadarm2.

Dextre je přitom masivní multifunkční robot vyvinutý Kanadskou kosmickou agenturou (CSA). Má za sebou již mnoho úspěšných úkonů – vyměnil baterie, detekoval úniky čpavku, což je pro bezpečný provoz vesmírné stanice kritická závada, a udělal ještě mnohem více. Zatímco Dextre je ovládán pozemními kontrolními týmy z NASA a CSA, některé jeho funkce jsou autonomní. Sledování Dextera v pohybu během opravárenské mise bezpochyby naznačuje, jak budou v blízké budoucnosti vypadat samoopravní roboti.

Samoopravné materiály jsou již mezi námi

Možná si to ani neuvědomujeme, ale samooprava je vlastně již realitou. Rozřezat kus plastu a nechat ho znovu opravit zní jako něco nemožného, nicméně s pokrokem v technologii a výzkumu se prokázal opak. Dnes již existují materiály, které se v případě poškození samy opraví bez nutnosti našeho zásahu. Je to dáno jejich složením, obsahují aditiva, která tuto opravu zařídí. Některé z materiálů se už používají např. v automobilovém průmyslu (pneumatiky), stavebnictví (beton) nebo lékařství (katetr). Bude to možné již brzy i v elektronice? A najdeme tak „lék“, jenž umožní, že se přes noc zahojí sama?

  • Nejčtenější

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

v diskusi je 125 příspěvků

26. března 2024

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo...

Z jaderné triády zbyly Britům už jen ponorky. A ty musejí posílit

v diskusi je 76 příspěvků

27. března 2024

Jadernou triádu tvoří strategické bombardéry s jadernými zbraněmi, mezikontinentální balistické...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Hlučínsko patří nám. Před 100 lety byl podepsán definitivní protokol o hranici

v diskusi je 24 příspěvků

28. března 2024

Před 100 lety definitivně skončily tahanice o československo-německé hranice. 28. března 1924 byl...

Rusko zastavilo odlet na ISS s první Běloruskou, letět měla i Američanka

v diskusi je 50 příspěvků

21. března 2024  10:23,  aktualizováno  14:26

Ve čtvrtek 21. března se necelých deset minut před půl třetí odpoledne měla vydat na Mezinárodní...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Načapali jsme otesánka, který se velkého sousta nezalekne. Boeing 747-400F

v diskusi je 8 příspěvků

21. března 2024

Poté, co na Letiště Václava Havla Praha přestaly v barvách Qatar Airways létat nákladní Boeingy...

Dočasná raketa se po téměř 70 letech loučí. Nyní startuje naposledy

v diskusi jsou 3 příspěvky

28. března 2024  15:36

Tento čtvrtek stojí na startovací rampě mysu Canaveral poslední potomek raket Thor, nosič Delta IV...

Američané odepsali modul, který je vrátil po půl století na Měsíc

v diskusi je 20 příspěvků

28. března 2024,  aktualizováno  11:41

Od začátku letošního roku je na Měsíci a kolem něj poměrně rušno. Vedle řady sond, které zamířily...

Hlučínsko patří nám. Před 100 lety byl podepsán definitivní protokol o hranici

v diskusi je 24 příspěvků

28. března 2024

Před 100 lety definitivně skončily tahanice o československo-německé hranice. 28. března 1924 byl...

Úspěšný let prototypu XB-1 vrací do hry cestování nadzvukovou rychlostí

v diskusi je 34 příspěvků

27. března 2024  17:17

Po více než dvaceti letech, od ukončení provozu letounu Concorde, se možná opět dočkáme nadzvukové...

Rána pro britskou monarchii. Princezna Kate má rakovinu, chodí na chemoterapii

Britská princezna z Walesu Kate (42) se léčí s rakovinou. Oznámila to sama ve videu na sociálních sítích poté, co se...

Smoljak nechtěl Sobotu v Jáchymovi. Zničil jsi nám film, řekl mu

Příběh naivního vesnického mladíka Františka, který získá v Praze díky kondiciogramu nejen pracovní místo, ale i...

Rejžo, jdu do naha! Balzerová vzpomínala na nahou scénu v Zlatých úhořích

Eliška Balzerová (74) v 7 pádech Honzy Dědka přiznala, že dodnes neví, ve který den se narodila. Kromě toho, že...

Pliveme vám do piva. Centrum Málagy zaplavily nenávistné vzkazy turistům

Mezi turisticky oblíbené destinace se dlouhá léta řadí i španělská Málaga. Přístavní město na jihu země láká na...

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo divadelních...