Otkriće istraživačkog 'čudotvornog materijala' moglo bi dovesti do prekidanja pametnih uređaja

Otkriće koje pomjera granice nauke (Lipanj 2019).

Anonim

Trenutno, većina dijelova pametnog telefona napravljena je od silicija i drugih spojeva, koji su skupe i lako se razbijaju, ali s gotovo 1, 5 milijarde pametnih telefona kupljenih širom svijeta prošle godine, proizvođači su u potrazi za nešto čvršćim i manje skupim.

Dr. Elton Santos sa Sveučilišta Queen's School of Mathematics and Physics, radio je s timom vrhunskih znanstvenika sa Sveučilišta Stanford, Kalifornijskog sveučilišta, Kalifornijskog državnog sveučilišta i Nacionalnog instituta za znanost o materijalima u Japanu, kako bi stvorio nove dinamičke hibridne uređaje koji mogu izvoditi električnu energiju brzinom bez presedana, te su lagana, izdržljiva i jednostavna za proizvodnju u velikim poluvodičkim postrojenjima.

Tim je utvrdio da kombiniranjem poluvodičkih molekula C 60 sa slojevitim materijalima, kao što su grafene i hBN, oni mogu proizvesti jedinstvenu tehnologiju materijala koja bi mogla revolucionirati koncept pametnih uređaja.

Dobitna kombinacija funkcionira jer hBN daje stabilnost, elektroničku kompatibilnost i trošak izolacije na grafenu dok C 60 može transformirati sunčevu svjetlost u električnu energiju. Svaki pametni uređaj napravljen od ove kombinacije imao bi koristi od mješavine jedinstvenih značajki, koje prirodno ne postoje u materijalima. Ovaj proces, koji se zove van der Waals krute tvari, omogućuje spojevima da budu spojeni i sastavljeni na unaprijed definiran način.

Dr. Elton Santos objašnjava: "Naši nalazi pokazuju da taj novi" čudotvorni materijal "ima slična fizikalna svojstva siliciju, ali ima poboljšanu kemijsku stabilnost, lakoću i fleksibilnost, što bi moglo potencijalno biti iskorišteno u pametnim uređajima i manje je vjerojatno da će se slomiti.

"Materijal također može značiti da uređaji koriste manje energije nego prije zbog arhitekture uređaja, tako da bi mogli poboljšati trajanje baterije i manje električne šokove."

Dodao je: "Spajanjem znanstvenika iz cijelog svijeta sa znanjem o kemiji, fizici i materijalnoj znanosti bili smo u stanju raditi zajedno i koristiti simulacije kako bismo predvidjeli kako bi svi materijali mogli funkcionirati u kombinaciji - i naposljetku kako bi oni mogli pomoći riješiti svaki dan problema.

"Ovo najsuvremenije istraživanje je pravodobno i vruća tema koja uključuje ključne igrače na terenu, koja otvara jasan međunarodni put kojim će kraljica biti na karti daljnjih istraživanja."

Projekt je u početku započeo s simulacijske strane, gdje je dr. Santos predvidio da bi takva montaža hBN, grafena i C60 mogla rezultirati krutom s izuzetnim novim fizikalnim i kemijskim svojstvima. Zatim je razgovarao s njegovim suradnicima profesorom Alexom Zettlom i dr. Claudijom Ojeda-Aristizabalom na Kalifornijskom sveučilištu i Kalifornijskom sveučilištu u Long Beachu (CA) o nalazima. Postojala je jaka sinergija između teorije i eksperimenata tijekom cijelog projekta.

Dr. Santos je rekao: "To je svojevrstan" projekt snova "za teoretičara, jer je točnost postignuta u eksperimentima bila izvanredno usklađena s onim što sam predvidio, a to obično nije lako pronaći. Model je napravio nekoliko pretpostavki koje su se pokazale potpuno pravo."

Nalazi, objavljeni u jednom od najprestižnijih časopisa na svijetu ACS Nano, otvaraju vrata za daljnje istraživanje novih materijala. Jedan problem koji još treba riješiti trenutnim istraživanjem tima je da grafene i nova arhitektura materijala nedostaju "pojasni razmak", što je ključ za on-off preklopne operacije koje obavljaju elektronički uređaji.

Međutim, tim dr. Santosa već gleda na potencijalno rješenje - dikalcogenide prijelaznih metala (TMD). To su vruća tema u ovom trenutku jer su vrlo kemijski stabilne, imaju velike izvore za proizvodnju i band loži koji suparnika Silicon.

Objašnjava: "Korištenjem tih nalaza sada smo izradili predložak, ali u budućnosti se nadamo dodati dodatnu značajku s TMD-om. To su poluvodiči, koji prolaze kroz problem pojasa benda, tako da sada imamo pravi tranzistor na horizontu."

menu
menu