Key takeaways
- Et nytt, ultratøft materiale kan forvandle bærbare datamaskiner og annen personlig elektronikk.
- Materialet k alt 2DPA-1 er så sterkt at det kanskje til og med kan støtte en bygning.
- Andre nye materialer kan skape sensorer som lar telefonene våre vite mer om miljøet rundt.
Bærbare datamaskiner og andre dingser kan snart bli mye lettere og sterkere.
MIT-forskere har laget et nytt materiale så lett som plast og sterkt som stål. Materialet, k alt 2DPA-1, er en type polyaramid som kan produseres i industriell skala. Det er det siste i en bølge av innovative materialer som kan forvandle personlig elektronikk.
"Det er mange problemer som løses av nye materialer," sa Terry Gilton, en materialekspert som er partner i det teknologiske risikokapitalfirmaet Celesta Capital, til Lifewire i et e-postintervju. «Se for deg skjermer som er små nok til å passe i et par solbriller som vil kunne vise deg alt du kan se på telefonens skjerm for øyeblikket.»
Selvmontering
MITs nye materiale er en todimensjonal polymer som selvmonteres til ark, i motsetning til alle andre polymerer, som danner endimensjonale, spaghetti-lignende kjeder. Forskere trodde det var umulig å få polymerer til å danne 2D-ark før nå.
Et slikt materiale kan brukes som et lett, slitesterkt belegg for bildeler eller mobiltelefoner, eller som byggemateriale for broer eller andre strukturer, sa Michael Strano, professor i kjemiteknikk ved MIT og seniorforfatteren av den nye studien.
MIT
"Vi tenker vanligvis ikke på plast som noe du kan bruke til å støtte en bygning, men med dette materialet kan du aktivere nye ting," sa han i pressemeldingen.
Forskerne fant at det nye materialets elastisitetsmodul - et mål på hvor mye kraft det tar å deformere et materiale - er mellom fire og seks ganger større enn skuddsikkert glass. De fant også at flytegrensen, eller hvor mye kraft som kreves for å bryte materialet, er dobbelt så stor som stål, selv om materialet bare har omtrent en sjettedel av tettheten til stål.
I pressemeldingen sa Matthew Tirrell, dekan ved Pritzker School of Molecular Engineering ved University of Chicago, som ikke var involvert i studien, at den nye teknikken "legemliggjør noe veldig kreativ kjemi for å lage disse bundne 2D polymerer."
En annen nøkkelfunksjon ved 2DPA-1 er at den er ugjennomtrengelig for gasser. Mens andre polymerer er laget av kveilede kjeder med hull som lar gasser sive gjennom, er det nye materialet laget av monomerer som låses sammen som LEGO-er, og molekyler kan ikke komme mellom dem.
"Dette kan tillate oss å lage ultratynne belegg som fullstendig kan forhindre vann eller gasser i å komme gjennom," sa Strano. "Denne typen barrierebelegg kan brukes til å beskytte metall i biler og andre kjøretøy, eller stålkonstruksjoner."
"Vi tenker vanligvis ikke på plast som noe du kan bruke til å støtte en bygning …"
Nye materialer
MIT-oppdagelsen er bare ett av mange materialer som snart kan være tilgjengelig for å forbedre gadgets. For eksempel vil nye nanopartikkelversjoner av forskjellige metaller som titan gjøre 3D-utskrift av metalliske komponenter raskere og billigere, sa Gilton. Denne "additive produksjonen" ved bruk av metaller revolusjonerer produksjonen.
Nye skjermteknologier som kvanteprikker kan erstatte dagens materialer som brukes til skjermer og skjermer, påpekte Gilton. "De er flinkere til å filtrere lys og viser bedre farger basert på nye forbindelser," la han til.
Andre innovative materialer kan skape sensorer som lar telefonene våre vite mer om miljøet vårt, sa Gilton. For eksempel tillater unike polymerer som endres når de absorberer visse gasser den praktiske opprettelsen av en elektronisk "nese" på en brikke.
Bedrifter forsker på nye teknikker for byggematerialer som vil gjøre det mulig å konstruere brikker med atompresisjon, fort alte Casper van Oosten, administrerende direktør og leder for forretningsfeltet for Intermolecular, en virksomhet til Merck KGaA, Darmstadt, Tyskland. Lifewire via e-post. Materialene er bygget atom-for-atom for potensielt å lage billigere, raskere og mer energieffektive databrikker.
"Forbrukerne vil se dette tilbake i eksplosjonen av "smarte" eller "intelligente" enheter rundt oss, fra selvkjørende biler til AR/VR-briller som erstatter våre vanlige Zoom-samtaler," sa han.
