Odolná elektronika pro lepší životní prostředí

Udržitelný design elektroniky je jednou z největších technických výzev naší doby. Elektronické systémy musí být schopny odolat extrémním podmínkám, jako je teplo, vlhkost a vibrace, a přesto musí být po skončení své životnosti opravitelné nebo recyklovatelné. Pro zvládnutí této výzvy se výzkum Nory Jeske zaměřuje na inovativní materiály šetrné k životnímu prostředí a technologie připojení elektronických systémů. Vyvíjí také metody založené na datech pro hodnocení elektroniky a odhad jejich zbývající životnosti. To řeší rostoucí problém elektronického odpadu a podporuje implementaci kritérií Siemens Eco Tech. Za tyto příspěvky byla oceněna cenou Vynálezce roku 2025 v kategorii „Nováček“.

Slinování stříbra — klíčová technologie pro větší spolehlivost a delší životnost

Zvyšování spolehlivosti a životnosti výkonové elektroniky je ústředním zaměřením výzkumu společnosti Jeske. Důležitým přístupem je použití technologie slinování stříbra pro inovativní řešení montáže a konektivity. Při slinování stříbra se drobné částice stříbra stlačují pod tlakem a mírným teplem za vzniku pevné, elektricky vodivé sloučeniny. Na rozdíl od pájení nedochází k tavení kovů, ale spíše k difúznímu procesu, který vytváří stabilní a vysokoteplotní sloučeninu odolnou. Díky vynikajícím tepelným vlastnostem stříbra nabízí tato technika hlavní výhody: lepší odvod tepla, zvýšenou spolehlivost a delší životnost. Společnost Jeske pracuje na dalším zvyšování udržitelnosti této technologie. Zaměřuje se na optimalizaci procesních řetězců pro kombinaci slinování stříbra s dalšími výrobními kroky. Cílem je zkrátit dobu zpracování, ušetřit energii a současně zvýšit spolehlivost pro výrobu robustních, kompaktních a odolných modulů pro výkonovou elektroniku.

Kromě zvyšování spolehlivosti se Jeske zaměřuje také na to, jak lze elektroniku znovu použít a recyklovat — a jak lze výrobu zefektivnit z hlediska zdrojů. Spolu s týmem pro výrobu elektroniky v Berlíně vyvíjí přístupy k automatizovanému procesu separace desek plošných spojů a elektronických součástek, metody hodnocení opětovné použitelnosti součástí a koncepty pro zpětné získávání tepla a procesních plynů ve výrobě. „Podíváme se na to, jak může být celkový modul konstruován tak, aby byl odolný — a přesto zůstal opravitelný,“ vysvětluje Jeske. „To je klíč k oběhovému hospodářství,“ dodává.

Elektronika, která vypráví svůj příběh

Dalším zaměřením její inovativní práce je hodnocení životního cyklu elektroniky. Jeske a její kolegové vyvinuli pasivní struktury, které lze integrovat do materiálů nebo součástí a včas reagovat na namáhání prostředí, jako je teplota nebo vlhkost. To poskytuje indikaci stavu elektroniky a nabízí rozhodovací pokyny pro vyhodnocení zbývající životnosti systému nebo jednotlivých součástí.

Díky tomu je elektronika posuzovatelná na základě údajů: Které komponenty lze znovu použít? Které je třeba vyměnit nebo recyklovat? Jaký dopad to má na zbývající životnost celého systému? Tím vzniká nový technický standard — elektronika, která poskytuje informace o vlastní historii používání — a přechod na oběhovou ekonomiku je měřitelný a kontrolovatelný.

Od technologie ke strategii

Vedle technického vývoje Jeske zkoumá způsoby, jak tato řešení začlenit do budoucích generací produktů a strategií udržitelnosti společnosti Siemens. Jako Senior Key Expert ve společnosti Siemens Foundational Technologies se kromě svého výzkumu také podílí na trendových radarech a výzkumných iniciativách, které v rané fázi identifikují udržitelné materiály a principy kruhového designu pro elektroniku.

Jeskeho kariéru formovalo stipendium Německé akademické stipendijní nadace a její interdisciplinární cesta mezi technologiemi, sociálními otázkami a poradenskými službami. Je pro ni důležité „přinést změnu prostřednictvím mých vlastních činů“ - tvrzení, které se odráží v jejích vynálezech. Cílem její práce je snížit elektronický odpad po celém světě, šetřit zdroje a navrhnout elektronické systémy tak, aby mohly být používány déle, opravovány a nakonec lépe recyklovány - což je důležitý příspěvek k oběhovému hospodářství.