Устойчива електроника за по-добра среда

Устойчивият дизайн на електрониката е едно от най-големите технически предизвикателства на нашето време. Електронните системи трябва да могат да издържат на екстремни условия като топлина, влажност и вибрации — и въпреки това да могат да бъдат ремонтируеми или рециклируеми в края на живота си. За да овладее това предизвикателство, изследванията на Нора Джеске се фокусират върху иновативни, екологични материали и технологии за свързване на електронни системи. Тя също така разработва методи, базирани на данни, за оценка на електрониката и оценка на оставащия им живот. Това разглежда нарастващия проблем с електронните отпадъци и подкрепя прилагането на критериите на Siemens Eco Tech. За тези приноси тя е отличена с наградата „Изобретател на годината 2025“ в категорията „Новодошъл“.

Сребърно синтероване — ключова технология за по-голяма надеждност и по-дълъг живот

Увеличаването на надеждността и продължителността на живота на силовата електроника е централен фокус на изследванията на Jeske. Важен подход е използването на технология за синтероване на сребро за иновативни решения за сглобяване и свързване. При синтероването на сребро малките сребърни частици се притискат заедно под налягане и умерена топлина, за да образуват твърдо, електрически проводимо съединение. За разлика от запояването, няма топене на металите, а по-скоро дифузионен процес, който създава стабилен и устойчив на висока температура съединен слой. Благодарение на отличните топлинни свойства на среброто, тази техника предлага основни предимства: по-добро разсейване на топлината, повишена надеждност и по-дълъг живот. Jeske работи за допълнително подобряване на устойчивостта на тази технология. Фокусът й е върху оптимизирането на процесните вериги за комбиниране на синтероването на сребро с други производствени стъпки. Целта е да се съкрати времето на процеса, да се спести енергия и едновременно да се повиши надеждността, за да се произведат здрави, компактни и издръжливи модули за енергийна електроника.

В допълнение към повишаването на надеждността, Джеске също така фокусира вниманието си върху това как електрониката може да бъде използвана повторно и рециклирана - и как производството може да бъде направено по-ефективно от ресурсите. Заедно с екипа за производство на електроника в Берлин тя разработва подходи за автоматизиран процес на разделяне на печатни платки и електронни компоненти, методи за оценка на повторната използваемост на компонентите и концепции за възстановяване на топлината и процесните газове в производството. „Разглеждаме как цялостният модул може да бъде конструиран така, че да бъде издръжлив - и въпреки това да остане поправяем“, обяснява Джеске. „Това е ключът към кръговата икономика“, добавя тя.

Електроника, която разказва своята история

Друг фокус на нейната иновативна работа е оценката на жизнения цикъл на електрониката. Джеске и нейните колеги разработиха пасивни структури, които могат да бъдат интегрирани в материали или компоненти и да реагират рано на стрес от околната среда като температура или влажност. Това дава индикация за състоянието на електрониката и предлага насоки за вземане на решения за оценка на оставащия експлоатационен живот на системата или отделните компоненти.

Това прави електрониката оценима въз основа на данни: Кои компоненти могат да бъдат използвани повторно? Кои трябва да бъдат заменени или рециклирани? Какво влияние оказва това върху оставащия живот на цялата система? Това създава нов технически стандарт - електроника, която предоставя информация за собствената им история на използване - и прави прехода към кръгова икономика измерим и контролируем.

От технологията към стратегията

Наред с техническото развитие, Jeske проучва начини за включване на тези решения в бъдещите продуктови поколения и стратегиите за устойчивост на Siemens. Като старши ключов експерт в Siemens Foundational Technologies, в допълнение към своите изследвания, тя участва и в трендови радари и изследователски инициативи, които идентифицират устойчиви материали и принципи на кръгово проектиране на електрониката на ранен етап.

Кариерата на Jeske е оформена от стипендия от Германската фондация за академични стипендии и нейния интердисциплинарен път между технологиите, социалните въпроси и консултантските услуги. За нея е важно да „донесе промяна чрез собствените си действия“ — твърдение, което се отразява в нейните изобретения. Целта на нейната работа е да намали електронните отпадъци в световен мащаб, да пести ресурси и да проектира електронни системи по такъв начин, че те да могат да бъдат използвани по-дълго, ремонтирани и в крайна сметка по-добре рециклирани - важен принос за кръговата икономика.