Key Takeaways
- Ein neues, extrem widerstandsfähiges Material könnte Laptops und andere persönliche Elektronik verändern.
- Das Material namens 2DPA-1 ist so stark, dass es sogar ein Gebäude tragen könnte.
- Andere neue Materialien könnten Sensoren erzeugen, die unsere Telefone über unsere Umgebung informieren.
Laptops und andere Geräte könnten bald viel leichter und stärker sein.
MIT-Forscher haben ein neues Material entwickelt, das so leicht wie Kunststoff und so stark wie Stahl ist. Das 2DPA-1 genannte Material ist eine Art Polyaramid, das im industriellen Maßstab hergestellt werden kann. Es ist das Neueste in einer Welle innovativer Materialien, die die persönliche Elektronik verändern könnten.
"Es gibt viele Probleme, die durch neue Materialien gelöst werden", sagte Terry Gilton, ein Materialexperte, der Partner bei der Tech-Venture-Capital-Firma Celesta Capital ist, Lifewire in einem E-Mail-Interview. "Stellen Sie sich Displays vor, die klein genug sind, um in eine Sonnenbrille zu passen, die Ihnen alles zeigen kann, was Sie gerade auf Ihrem Telefondisplay sehen."
Selbstmontage
MITs neues Material ist ein zweidimensionales Polymer, das sich im Gegensatz zu allen anderen Polymeren, die eindimensionale, Spaghetti-ähnliche Ketten bilden, selbst zu Schichten zusammensetzt. Wissenschaftler hielten es bisher für unmöglich, Polymere zur Bildung von 2D-Schichten zu bewegen.
Ein solches Material könnte als leichte, h altbare Beschichtung für Autoteile oder Mobiltelefone oder als Baumaterial für Brücken oder andere Strukturen verwendet werden, sagte Michael Strano, Professor für Chemieingenieurwesen am MIT und leitender Autor der neuen Studie.
MIT
"Wir betrachten Kunststoffe normalerweise nicht als etwas, mit dem man ein Gebäude stützen könnte, aber mit diesem Material können Sie neue Dinge ermöglichen", sagte er in der Pressemitteilung.
Die Forscher fanden heraus, dass der Elastizitätsmodul des neuen Materials – ein Maß dafür, wie viel Kraft erforderlich ist, um ein Material zu verformen – vier- bis sechsmal größer ist als der von kugelsicherem Glas. Sie fanden auch heraus, dass seine Streckgrenze, oder wie viel Kraft es braucht, um das Material zu brechen, doppelt so hoch ist wie die von Stahl, obwohl das Material nur etwa ein Sechstel der Dichte von Stahl hat.
In der Pressemitteilung sagte Matthew Tirrell, Dekan der Pritzker School of Molecular Engineering an der University of Chicago, der nicht an der Studie beteiligt war, dass die neue Technik „eine sehr kreative Chemie verkörpert, um diese gebundenen 2D herzustellen Polymere."
Ein weiteres wichtiges Merkmal von 2DPA-1 ist, dass es für Gase undurchlässig ist. Während andere Polymere aus gewundenen Ketten mit Lücken bestehen, durch die Gase durchsickern können, besteht das neue Material aus Monomeren, die sich wie LEGOs zusammenschließen, und Moleküle können nicht dazwischen gelangen.
"Dies könnte es uns ermöglichen, ultradünne Beschichtungen herzustellen, die das Eindringen von Wasser oder Gasen vollständig verhindern können", sagte Strano. "Diese Art von Barrierebeschichtung könnte verwendet werden, um Metall in Autos und anderen Fahrzeugen oder Stahlkonstruktionen zu schützen."
"Wir betrachten Kunststoffe normalerweise nicht als etwas, mit dem man ein Gebäude stützen könnte…"
Neue Materialien
Die MIT-Entdeckung ist nur eines von vielen Materialien, die bald verfügbar sein könnten, um Gadgets zu verbessern. Beispielsweise werden neue Nanopartikel-Versionen verschiedener Metalle wie Titan den 3D-Druck von metallischen Komponenten schneller und billiger machen, sagte Gilton. Diese „additive Fertigung“mit Metallen revolutioniert die Fertigung.
Neue Anzeigetechnologien wie Quantenpunkte könnten aktuelle Materialien ersetzen, die für Monitore und Bildschirme verwendet werden, betonte Gilton. „Sie filtern Licht besser und zeigen bessere Farben basierend auf neuen Verbindungen“, fügte er hinzu.
Andere innovative Materialien könnten Sensoren schaffen, die unsere Telefone mehr über unsere Umgebung wissen lassen, sagte Gilton. Zum Beispiel ermöglichen einzigartige Polymere, die sich verändern, wenn sie bestimmte Gase absorbieren, die praktische Herstellung einer elektronischen „Nase“auf einem Chip.
Unternehmen forschen an neuen Techniken für Baumaterialien, mit denen Chips mit atomarer Präzision konstruiert werden können, sagte Casper van Oosten, Geschäftsführer und Leiter des Geschäftsfelds von Intermolecular, einem Unternehmen der Merck KGaA, Darmstadt, Deutschland Lifewire per E-Mail. Die Materialien werden Atom für Atom aufgebaut, um möglicherweise billigere, schnellere und energieeffizientere Computerchips herzustellen.
"Die Verbraucher werden dies in der Explosion von 'intelligenten' oder 'intelligenten' Geräten um uns herum sehen, von selbstfahrenden Autos bis hin zu AR/VR-Brillen, die unsere regulären Zoom-Anrufe ersetzen", sagte er.
