Origami-järjestelmän ymmärtäminen 2-D-materiaaleihin

Anonim

Yksi viidestä matkapuhelinoperaattorista Isossa-Britanniassa on murskannut näyttöään pudottamalla puhelimen kolmen vuoden ajan YouGov-kyselyn mukaan. Mobiilit näytöt rikkoutuvat helposti, koska ne on tavallisesti valmistettu oksidimateriaalista, joka sallii kosketusnäytön toimimisen mutta rikkoo helposti. Sitä vastoin grafeenin ja muiden 2-D-materiaalien toimivuus voi toimia myös tehokkaina mobiilisovelluksina, mutta ovat erittäin taipuisat. Nämä materiaalit lupaavat siis mullistaa joustavan elektroniikan, jolla on mahdollisuuksia tuottaa irrallisia matkapuhelinten näyttöjä.

Materiaalien joustavuudesta johtuen 2-D-materiaalit ovat jo löytäneet sovelluksen kehittyneissä komposiittimateriaaleissa, joita käytetään optimoimaan urheiluvälineiden, kuten suksien tai tennismailojen, suorituskykyä ja vähentämään ajoneuvojen painoa. Elektroniikkasovellukset voisivat myös hyötyä uusista vankasta 2-D-materiaalista, kuten graafista. Kyky taipua ja venyttää ovat olennaisia ​​kaikille näille sovelluksille, ja uusi tutkimus on osoittanut, mitä tapahtuu, kun atomisesti ohut materiaali taitetaan kuten origami.

Luonnonviestinnän kirjoittaminen, Manchesterin yliopiston tutkijat ovat tutkineet 2-D-materiaalien taittumista yksittäisten atomilevyjen tasolla. Johtava tutkija Dr. Aidan Rooney sanoi: "Analysoimalla nämä taitokset niin yksityiskohtaisesti olemme löytäneet täysin uuden taivutuskäyttäytymisen, joka pakottaa meidät katsomaan uudelleen, miten materiaalit muuttuvat."

Yksi niistä havaituista erityisistä kerroista kutsutaan kaksoisiksi; jonka materiaali on täydellinen peilin heijastus itse taivutuksen kummallakin puolella. Materiaalien luonnehdinta professori Sarah Haigh sanoo: "Osaamistekniikan opiskelu Oxfordin aikana sai oppia graafisen taivutuksen rakenteesta oppikirjojen kuvista hyvin varhaisessa vaiheessa, mutta viimeaikaiset tulokset osoittavat, että näitä oppikirjoja on korjattava. ei useinkaan ole, että tiedemiehenä voit kumota keskeiset oletukset, jotka ovat olleet noin yli 60 vuotta. "

Tutkijat havaitsivat, että toisin kuin aikaisemmissa malleissa, kerrostetut materiaalit, kuten grafiitti ja grafeenit, siirretään uudelleen moniin atomeihin - ei teräviä, kuten on aina oletettu. Tehokkaasti nanohiilen kaltaisen kaarevuuden pieni alue tuotetaan taivutuksen keskellä. Tällä on suuri vaikutus materiaalin lujuuteen ja kykyyn joustaa ja venyttää. Myös muita monimutkaisia ​​taittoominaisuuksia havaittiin.

Polymer Science and Technology -professori Robert Young kommentoi: "Olemme huomanneet, että taivutustyypin voidaan ennustaa atomikerrosten lukumäärän ja taivutuksen kulman perusteella. Tämä tarkoittaa, että voimme paremmin mallintaa näiden materiaalien käyttäytymistä eri sovelluksiin optimoimaan vahvuutensa tai vikasietoisuutensa. "

menu
menu