Opracowano samoczynnie naprawiające się układy elektroniczne

Obecnie jeśli w elektronicznym chipie zostanie uszkodzony chociaż jeden mini-obwód to całe urządzenie przestaje działać. Trzeba je albo dużym kosztem naprawić, albo najczęściej w ogóle wymienić. Niedługo jednak ten problem może przestać istnieć. Wszystko dzięki badaczom z Uniwersytetu w Illinois. Wynaleźli oni samonaprawiający się system, który przywraca obieg elektryczny w uszkodzonym układzie szybciej niż zajmuje mrugnięcie okiem. Zespół inżynierów, prowadzony przez profesora lotnictwa Scotta White’a i profesor materiałoznawstwa Nancy Sottos, właśnie opublikował wyniki swoich badań w dzienniku „Advanced Materials”.
Przy obecnym postępie miniaturyzacji, często naprawa uszkodzonego chipa jest niemożliwa bądź nieopłacalna. „Czasem po prostu nie możesz dostać się do środka. W wielowarstwowych, zintegrowanych układach nie ma nawet mowy o otwieraniu ich. Zwykle wymienia się cały chip. Podobnie z bateriami. Nie możesz rozebrać baterii i próbować znaleźć źródło usterki” – mówi Nancy Sottos.
Takie podejście nie tylko znacząco zwiększa nam ilość elektronicznych śmieci. W wielu zastosowaniach, na przykład w wojsku czy w technologiach kosmicznych, chipu nie da się ot tak wymienić.
Zespół z Illinois już wcześniej odkrył samoodtwarzające się polimery. Teraz postanowił zastosować ten wynalazek w systemach przewodzących. Rozproszyli oni malutkie mikrokapsułki, o średnicy 10 mikronów na powierzchni łącza obwodu. Kiedy materiał tworzący łącze zaczyna pękać, kapsułki się otwierają i uwalniają specjalny płynny materiał przewodzący, który wypełnia powstałą szczelinę, przywracając obieg elektryczny. Sama przerwa w przewodzeniu trwa nie więcej jak kilka mikrosekund, gdyż kapsułka działa błyskawicznie. Naukowcy zaprezentowali wyniki swoich eksperymentów, gdzie 90% próbnych układów odzyskało 99% swojego przewodnictwa. Nawet jeśli liczba mikrokapsułek była mała.Sposób działania nowego systemuTo wiele upraszcza” – stwierdza profesor chemii Jeffrey Moore, współautor pracy – „Zamiast budować obwody zastępcze czy systemy diagnozujące usterki mamy po prostu materiał, który sam dba o siebie”.
System ten jest też całkowicie autonomiczny i lokalny. Znaczy to tyle, że jeśli nastąpi usterka, to zużywa się kapsułka jedynie w tym miejscu – inne wciąż czekają na wykonanie swojego zadania. Nie wymaga też ludzkiej interwencji ani diagnostyki co jest bardzo korzystne dla wymienionych już baterii, systemów wojskowych czy kosmicznych, gdzie dostęp do czipów jest utrudniony bądź niemożliwy. „W samolotach, szczególnie wojskowych są kilometry przewodników” – wspomina Sottos – „Zwykle nie wiemy więc gdzie nastąpiło przerwanie. Nasz system jednak to wie, mimo że my nie”.
Teraz naukowcy skupiają się na ulepszaniu swojego wynalazku i znalezieniu innych możliwości wykorzystania mikrokapsułek. Szczególnie interesuje ich zastosowanie tego systemu w bateriach żeby poprawić ich żywotność i bezpieczeństwo.
 

Źródło: Psysorg