Her bir telefon veya stresli devre kurulu, kırılganlık konusunda tanıdık bir hikaye anlatıyor. Tek bir çatlaklar, bir mikrometeorite etkisi veya tekrarlanan bir flexing döngüsü, bağımsız olarak onarım yapabilme yeteneğine sahip, biyolojik sistemler dikkat çekici bir dayanıklılık gösterir; bir kesim, bir kemik knitsin kendisini bir araya getirir.

Biyolojik Blueprint: Kendi kendini kınayanların Temel Mekanizmaları

Elektronikte kendini kınayan tek bir teknoloji değil, geniş ölçüde extrinsic ve intrinsic sistemlere sınıflandırılmış stratejiler.Bu kategoriler mevcut araştırma ve uygulama alanını anlamak için önemlidir.

Extrinsic Healing: Capsules and Vascules

Extrinsic sistemleri ev sahibi malzeme içinde ayrı şifa ajanları barındırıyor, genellikle bu yaklaşımın birincil avantajı, kırık farmasötikler, bu konteynerler, şifacı nanoparçacıklar ve mevcut devrelerin parçaları ve kaplamalarının temel avantajı, bu tür kimyasalların kimyası üzerine kurulu kimyasalların kimyasal maddelere geçişini daha uzun sürerek kullanabileceğiniz bir şekilde ortaya çıkarabilir.

Intrinsic Healing: Dynamic Material Design

Intrinsic healing, malzemenin kendisi içindeki kimyasal bağların doğal olarak yeniden değerlendirilmesine dayanır.Intrinsic healing şifa aracı tarafından sınırlı olan, intrinsic material can teorik olarak aynı yerde birden çok kez iyileştirebilir. Bu, dinamik kovalent bağlar (Diels-Alder kimya gibi) veya supramolecular etkileşimleri (projektif) veya metal-li koordinasyonu sağlar.

İyileştirme Performansı

Araştırmacılar, yenilenen mülk oranı (konuşturucu, çekme gücü veya elongasyon) orijinal değere göre başarı gösterir. [Dönetici:0]Healing verimliliği), bir uydudaki kendini ayrıştırma kabloları gibi uygulamalar için kritiktir, bir başarısızlık felaket olabilir.

Anahtar Malzeme İnovasyonları Alana Sürüş

Kendi kendine özgü devrelerin pratik gerçekleşmesi kimya ve malzemeler bilimdeki atılımlara bağlıdır. Üç birincil yaklaşım, elektronik uygulamalar için en umut verici olarak ortaya çıktı.

Mikrocapsules ve Vascular Networks

Biyolojik heestasis tarafından ilham verici, bu yöntem, mikroskopik kapsüllerde sıvı bir şifa ajanıdır.Bir çatlak betonun, kapsüllerin, taşıyıcının aşırı veya karbonatların üzerindeki zarar alanlarına kadar çekilmesi, mekanik bütünlüğü ve sık sık iletkenlik sağlar.Bu alanda önemli bir yenilik, iletken mikrokapıklama yerine, basit bir beton hattın kullanımında kullanılan bu kapsüller, bu kapsüller, yüksek çözünürlükte otomatik olarak sabitlenebilir.

Dinamik Covalent ve Supramolecular Polimerler

Intrinsic malzemeler teorik olarak pratik mühendislik malzemeleri için hızla ilerliyor. Polimerler:0)Diels-Alder (DA) cycloadd), en çok incelenen DA polimer tabanlı devreler, sadece yerel ısıtılabilir veya soğutmaya göre kırılabilir; bu malzemeler için çok sayıda iyileşme döngüsüne izin veriyor.

Supramolecular, hidrojen bağ gibi geri dönüşümlü olmayan etkileşimlerin geri çekilmesine, oda sıcaklığı otonomi şifası sunmak gibi, onları giyilebilir elektronik için ideal hale getirmek.

Restoring Davranışı: Sıvı Metaller ve Davranışlı Kompozitler

Mekanik yapıyı iyileştirmek sadece savaşın yarısıdır. Elektrik fonksiyonu, oda sıcaklığında sıvıdır, ancak yüksek çözünürlükte bulunan derileri gösterir). EGaIn ile basılı bir devrede satılan bir devrede, sıvı metaller bu zorlukla geri döndürür.

Kendi kendine özgü bir kompozitler, gümüş nanoteller, grafikene veya karbon nanotüpler gibi dinamik bir polimer matrisi birleştirir. Kompozitler kesilirken, polimer reconnect, fiziksel olarak temasa geri getirir ve iletken ağ restore eder. birincil meydan okuma, kalıcı olarak toplayıcı veya betonarme işlemi sırasında, sağlam bir şekilde çözülür, sağlam yön oranları ve yüzey kimyagerleri kontrol yoluyla çözülebilir.

Devre Tasarımı ve Longevity Uygulamaları

Bu malzeme yenilikleri pratik devre mimarisine dönüştürmek dikkatli bir tasarım gerektirir.Kendi kendini modelleme bileşenlerinin entegrasyonu doğrudan standart üretim süreçleri, yoğun bir gelişme alanıdır.

PCB'lerde Kırık İzler

Standart baskılı devreler (PCB) ısılı bisiklet ve mekanik şoktan çatlaklara karşı sert ve hassastır. Basit spin-küre veya sprey yöntemleri ile uygulanan tek kullanımlık kaplamalar, iletken izlerinin yüksek olması için yollara uygun olarak, elektriksel yollara ek olarak, çatlakları en yüksek ihtimalle, bu tür bir dirençle en aza indirmek için yollardaki çatlakları en aza indirmek için yollardaki bir araya getirir.

Esnek ve genişletilebilir Devreleri İyileştirmek

Giysilenebilir cihazlar, yumuşak robotlar ve tıbbi bandajlar, bu cihazların uzun vadeli güvenilirliğini gerektirir ve sürekli olarak bu mekanik stres kaçınılmaz olarak yorgunluk ve başarısızlıklara yol açar.Intrinsically self-healing substratları ve interconnects, sıvı metal iletkenliğinin orijinal şekline geri taşınmasına yol açar. Bu cihazlar, herhangi bir hasar ve onarım döngüsünden sonra bile yüzleri koruyabilir.

Geri Dönüş Repetitive Hasar ve Fatigue

Kendi kendine özgü elektronikler için en önemli engellerden biri, tekrarlanan karma sistemleri tekrarlayarak, intrinsic dynamic tahvillerinin tekrarlanabilirliği ile sınırlı. Bu "kansız" yanlışlama veya faza söz konusu olabilir: ilk birkaç hasar olayı için yüksek güçlendirmeli ilk yüksek çözünürlükte, daha sonraki küçük streslerdeki yorgunluklar için otomatik olarak takip edilen karma sistemleri keşfedin.

Eleştirel Endüstrileri Dönüştürmek

Kendi kendine özgü elektroniklerin etkileri bir akıllı telefon ömrünü uzatan çok daha fazla uzanır. Bu teknolojiler yüksek tavanlarda temel olarak yeni yeteneklere olanak sağlar.

Havacılık ve Derin-Deniz Keşfet

Uydularda hasar görmüş elektroniklere erişim, derin deniz sensörleri veya uçak kanat montajları zorunlu olarak pahalı veya fiziksel olarak imkansız. Kendi kendine özgü kablo kullanımı ve aviyonikler savunma ve uzay ajansları için en iyi önceliktir. Uçakların yapısını ve elektroniklerini mikrometeoroide veya vitreustan kurtarabilme yeteneği, tek başına ticari havacılık için büyük bir atılım anlamına gelebilir.

Implantable Biomedical Cihazları

Pacemakers, nörostimulators, akıllı prosthetics ve hedefli ilaç teslim sistemleri yıllar boyunca vücut içinde çalışır. Konvansiyonel bataryalar ve katı devreler zayıf bir noktadır; yalıtımında tek bir mikrokök bile kısa bir devre veya cihaz başarısızlığına neden olabilir, hastayı ve invaziv bir cerrahiyi koruyabilir.

Tüketici Electronics ve IoT Ekosistemi

Nesnelerin İnterneti (IoT) milyonlarca küçük, dağıtılmış sensörlere dayanıyor, birçok tanesi yapılarda gömülü veya zor erişim yerlerinde yer alıyor.Süreklerin veya cihazların yerleştirilmesi lojistik bir kabustur. Bir telefonun iki veya üç yıl yerine operasyonel hayatını uzatabilir, çevresel etki büyük ölçüde uzatılabilir.

Overcoming Barriers to Widespread

etkileyici laboratuvar protestolarına rağmen, birkaç engel kendi kendine özgü elektronikler her gün kullandığımız cihazların çok sayıda özelliği haline gelir.

Hız vs. Yapısal Dürüstlük

İyileştirme hızı ve mekanik güç arasında temel bir ticaret var. Hızlı-healing malzemeleri, elektrikli bir araçta yük taşımaya dayalı olarak, sık yumuşak ve viskoelastic. Sert, yüksek güçlü yapısal malzemeler, daha uzun süre reform yapmak ve genellikle bu performansın gerektirdiği dışsal bağlar için gereklidir.

Scalability and Manufacturing Integration

Mikrokapsules'i bir üretim hattına satarak veya baskı yapan dinamik polimerleri baskı altına almak, standart karıştırma veya baskı süreçleri sırasında kırılabilir.Reaktif ajanların raf ömrü, şu anda standart epoxy veya poliimide'den daha fazla maliyetle azaltılmalıdır.

Karakterizasyon ve Kalite Kontrol

Kendi kendine özgü bir devre nasıl test edersiniz? Standart endüstri elektronik için test protokolleri "healing döngüleri" kapsamaz, malzeme hazırlığı ve performansı doğrulamak için yeni standartlar ve kaliteli kontrol metodolojileri geliştirilmelidir.

Kıyma ve Sürdürülebilir Elektronik

Dinamik polimer kimyası, nanoteknoloji ve esnek elektroniklerin yakınlaştırılması, maliyetleri optimize etmek, üretim maliyetlerini ve yapısal gücü hızla artırmakta, potansiyel ödeme makinesinin kendisini tamir etmesi için hızla ilerliyor.Bu malzemelere yakınlaştırma yeteneği, bağımsız olarak ve sürekli olarak, tasarımda temel bir değişim, elektronik cihazların kullanımı ve kullanımımızı temsil ediyor.