Напечатанную на 3D-принтере электронику отныне будут залечивать магнитные чернила

Напечатанную на 3D-принтере электронику отныне будут залечивать магнитные чернила

Исследователи создали магнитные чернила, которыми можно печатать самозалечивающуюся электронику.
Фото University of California, San Diego.

Мы уже видели самые разные самозалечивающиеся материалы, которые способны восстанавливать свою целостность без помощи извне после разреза или разрыва. Но новые магнитные "чернила" показали рекордные на сегодняшний день способности, кроме того, их можно использовать для 3D-печати самых разных компонентов.

Свою разработку представили инженеры из Университета Сан-Диего, США. Их изобретение позволит создавать недорогие и при этом не подверженные постоянным поломкам электронные гаджеты.

Простой пример: все любители гаджетов хоть раз теряли часть функционала устройств, уронив их на пол. Часто на смартфоне, например, не имеющем явных видимых повреждений, отказывает микрофон или камера. Происходит это отчасти из-за обрыва контактов в микросхеме, отвечающей за работу той или иной составляющей. Именно для таких случаев подойдёт новый самозалечивающийся материал.

Чернила представляют собой смесь, содержащую недорогие микрочастицы на основе химического элемента неодима. В результате, когда в полоске материала образуется разрыв шириной до трёх миллиметров (новый рекорд), его две части сами притягиваются друг к другу и почти мгновенно соединяются.

Подобное залечивание наблюдается при разрыве нанолистов нитрида бора, но этот материал не проводит электричество. Также были созданы материалы, которые самозалечиваются при помощи нанокапсул — при разрыве они теряют свою целостность и выпускают жидкое содержимое, которое затем застывает, перекрывает образовавшуюся трещину и проводимость восстанавливается. Но у магнитных чернил с неодимом есть преимущество: ими можно печатать нужные конструкции и им не нужна никакая помощь извне. Единственное условие — во время печати необходимо создавать магнитное поле, которое ориентирует микрочастицы в материале для дальнейшего восстановления.

"Мы создавали "умную" систему с выдающимися свойствами по самозалечиванию с недорогими компонентами, которые легко найти в продаже", — рассказывает один из ведущих авторов исследования Амэй Бандодкар (Amay Bandodkar).

Полученные полоски материала учёные разрезали ножницами в четырёх местах, а также вновь и вновь разрушали структуру в одном и том же месте (до девяти раз), а она всё равно восстанавливалась и проводила ток с минимальными потерями.

В видео ниже показано, как полоска материала, нанесённая на ткань футболки и подключённая к аккумулятору и небольшому светодиоду, работает после разрезания. Когда проводимость восстанавливается менее чем через секунду (0,05 секунды), светодиод вновь начинает испускать свет.

Изобретатели отмечают, что новый материал можно использовать в самых разных случаях, например, для создания таких компонентов как самозалечивающиеся аккумуляторы или электрохимические сенсоры, а также носимой электроники.

В дальнейшем американские исследователи также хотят создать магнитные чернила с другими ингредиентами в составе, чтобы ещё больше расширить область применения новинки.

Статья авторов работы вышла в научном журнале Science Advances.

Добавим, что ранее "Вести.Наука" также рассказывали о пластике, который залечивается подобно тканям человеческого тела, бетоне, "заживающем" на солнце, а также об искусственной коже, которая не только восстанавливает свою целостность, но и чувствительна к прикосновениям.