Key takeaways
- Et nyt, ultrahårdt materiale kunne forvandle bærbare computere og anden personlig elektronik.
- Materialet kaldet 2DPA-1 er så stærkt, at det måske endda kan understøtte en bygning.
- Andre nye materialer kunne skabe sensorer, der lader vores telefoner vide mere om vores omgivende miljø.
Bærbare computere og andre gadgets kan snart blive meget lettere og stærkere.
MIT-forskere har skabt et nyt materiale så let som plastik og så stærkt som stål. Materialet, kaldet 2DPA-1, er en type polyaramid, der kan fremstilles i industriel skala. Det er det seneste i en bølge af innovative materialer, der kan forvandle personlig elektronik.
"Der er en masse problemer, der løses af nye materialer," fort alte Terry Gilton, en materialeekspert, som er partner hos tech-venturekapitalfirmaet Celesta Capital, til Lifewire i et e-mailinterview. "Forestil dig skærme, der er små nok til at passe i et par solbriller, der vil være i stand til at vise dig alt, hvad du i øjeblikket kan se på din telefonskærm."
Selvsamling
MITs nye materiale er en todimensionel polymer, der selv samles til ark, i modsætning til alle andre polymerer, som danner endimensionelle, spaghetti-lignende kæder. Forskere mente, at det var umuligt at få polymerer til at danne 2D-ark indtil nu.
Sådant materiale kunne bruges som en let, holdbar belægning til bildele eller mobiltelefoner eller som byggemateriale til broer eller andre strukturer, sagde Michael Strano, professor i kemiteknik ved MIT og seniorforfatteren af den nye undersøgelse.
MIT
"Vi opfatter norm alt ikke plast som noget, du kan bruge til at understøtte en bygning, men med dette materiale kan du aktivere nye ting," sagde han i pressemeddelelsen.
Forskerne fandt ud af, at det nye materiales elasticitetsmodul - et mål for, hvor meget kraft det kræver at deformere et materiale - er mellem fire og seks gange større end skudsikkert glas. De fandt også ud af, at dets flydespænding, eller hvor meget kraft det kræver at bryde materialet, er det dobbelte af stål, selvom materialet kun har omkring en sjettedel af densiteten af stål.
I pressemeddelelsen sagde Matthew Tirrell, dekan for Pritzker School of Molecular Engineering ved University of Chicago, som ikke var involveret i undersøgelsen, at den nye teknik "legemliggør noget meget kreativ kemi til at lave disse bundne 2D polymerer."
En anden nøglefunktion ved 2DPA-1 er, at den er uigennemtrængelig for gasser. Mens andre polymerer er lavet af snoede kæder med mellemrum, der tillader gasser at sive igennem, er det nye materiale lavet af monomerer, der låser sammen som LEGO'er, og molekyler kan ikke komme imellem dem.
"Dette kunne give os mulighed for at skabe ultratynde belægninger, der fuldstændigt kan forhindre vand eller gasser i at trænge igennem," sagde Strano. "Denne slags barrierebelægning kunne bruges til at beskytte metal i biler og andre køretøjer eller stålkonstruktioner."
"Vi opfatter norm alt ikke plastik som noget, du kan bruge til at understøtte en bygning…"
Nye materialer
MIT-opdagelsen er kun et af mange materialer, der snart kan være tilgængelige for at forbedre gadgets. For eksempel vil nye nanopartikelversioner af forskellige metaller som titanium gøre 3D-print af metalliske komponenter hurtigere og billigere, sagde Gilton. Denne 'additive fremstilling' ved hjælp af metaller revolutionerer fremstillingen.
Nye skærmteknologier som kvanteprikker kunne erstatte nuværende materialer, der bruges til skærme og skærme, påpegede Gilton. "De er bedre til at filtrere lys og viser bedre farver baseret på nye forbindelser," tilføjede han.
Andre innovative materialer kunne skabe sensorer, der lader vores telefoner vide mere om vores omgivende miljø, sagde Gilton. For eksempel tillader unikke polymerer, der ændrer sig, når de absorberer visse gasser, praktisk skabelse af en elektronisk 'næse' på en chip.
Virksomheder forsker i nye teknikker til byggematerialer, der gør det muligt at konstruere chips med atomær præcision, fort alte Casper van Oosten, administrerende direktør og leder af forretningsområdet for Intermolecular, en virksomhed i Merck KGaA, Darmstadt, Tyskland. Lifewire via e-mail. Materialerne er bygget atom-for-atom for potentielt at lave billigere, hurtigere og mere energieffektive computerchips.
"Forbrugerne vil se dette tilbage i eksplosionen af 'smarte' eller 'intelligente' enheder omkring os, fra selvkørende biler til AR/VR-briller, der erstatter vores almindelige Zoom-opkald," sagde han.
