Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали токопроводящую пасту с магнитными частицами, благодаря чему электрическая цепь может рекордно быстро восстанавливаться после повреждения. Статья опубликована в Science Advances.
Зачастую самовосстанавливающиеся материалы требуют или воздействия внешнего катализатора, или достаточно долго «залечивают» даже небольшие повреждения — обычно на этот процесс требуется от нескольких минут до нескольких дней.
В новой работе ученые описывают токопроводящую пасту, которая самостоятельно восстанавливается за рекордно короткое время — 50 миллисекунд. В состав материала входят частицы неодимового магнита, также для улучшения электрохимических свойств материала в него добавили технический углерод. Частицы магнита при печати пастой электрической цепи подвергаются воздействию внешнего магнитного поля, благодаря чему после застывания пасты они ориентированы строго в противоположных полярностях относительно друг друга.
При повреждении материала частицы притягиваются обратно, восстанавливая токопроводящую дорожку и цепь снова замыкается. При этом ширина разрыва в материале может достигать трех миллиметров и материал может восстанавливаться после многократного повреждения — в частности, ученые девять раз разрезали один и тот же участок дорожки. По словам авторов работы, им неизвестен самовосстанавливающийся материал с подобными характеристиками, и такая токопроводящая паста может быть использована для создания самовосстанавливающихся аккумуляторов, электрохимических датчиков и носимой электроники.
Самовосстанавливающиеся материалы могут использоваться в самых разных сферах. Например, немецкие ученые разработали самовосстанавливающуюся резину. Полностью процесс восстановления занимает до восьми суток, при этом механические свойства материала (предел прочности, пластичности, модуль упругости) превосходят свойства вулканизованного бромбутилкаучука. Также существует биоцемент с бактериями, который может самостоятельно «залечивать» трещины или расти при возрастании давления.