Vastupidav elektroonika parema keskkonna jaoks

Elektroonika jätkusuutlik disain on meie aja üks suurimaid tehnilisi väljakutseid. Elektroonilised süsteemid peavad olema võimelised vastu pidama ekstreemsetele tingimustele, nagu kuumus, niiskus ja vibratsioon, kuid siiski peavad olema oma eluea lõpus parandatavad või taaskasutatavad. Selle väljakutse lahendamiseks keskendub Nora Jeske uurimistöö uuenduslikele, keskkonnasõbralikele materjalidele ja elektrooniliste süsteemide ühendustehnoloogiatele. Samuti töötab ta välja andmepõhiseid meetodeid elektroonika hindamiseks ja nende järelejäänud eluea hindamiseks. See käsitleb kasvavat elektroonikajäätmete probleemi ja toetab Siemens Eco Tech kriteeriumide rakendamist. Nende panuste eest on teda austatud aasta leiutaja auhinnaga 2025 kategoorias „Uustulnuk”.

Hõbedane paagutamine — võtmetehnoloogia suurema töökindluse ja pikema eluea tagamiseks

Jõuelektroonika töökindluse ja eluea suurendamine on Jeske uurimistöö keskmes. Oluline lähenemisviis on hõbeda paagutamise tehnoloogia kasutamine uuenduslike kokkupaneku- ja ühenduvuslahenduste jaoks. Hõbeda paagutamisel pressitakse pisikesed hõbeosakesed rõhu ja mõõduka kuumuse all kokku, et moodustada tahke, elektrit juhtiv ühend. Erinevalt jootmisest ei toimu metallide sulamist, vaid pigem difusiooniprotsessi, mis loob stabiilse ja kõrgel temperatuuril kindla liitkihi. Tänu hõbeda suurepärastele termilistele omadustele pakub see tehnika suuri eeliseid: parem soojuse hajumine, suurem töökindlus ja pikem eluiga. Jeske töötab selle tehnoloogia jätkusuutlikkuse veelgi parandamise nimel. Tema fookuses on protsessikettide optimeerimine hõbeda paagutamise kombineerimiseks teiste tootmisetappidega. Eesmärk on lühendada protsessiaegu, säästa energiat ja suurendada samaaegselt töökindlust, et toota jõuelektroonika jaoks tugevaid, kompaktseid ja vastupidavaid mooduleid.

Lisaks töökindluse suurendamisele keskendub Jeske oma tähelepanu ka sellele, kuidas elektroonikat saab taaskasutada ja taaskasutada ning kuidas tootmist ressursitõhusamaks muuta. Koos Berliini elektroonika tootmise meeskonnaga töötab ta välja lähenemisviise trükkplaatide ja elektroonikakomponentide automatiseeritud eraldamise protsessile, komponentide korduvkasutatavuse hindamise meetodeid ning kontseptsioone soojuse ja protsessgaaside taastamiseks tootmises. „Vaatame, kuidas kogu moodulit saab ehitada nii, et see oleks vastupidav ja siiski parandatav,” selgitab Jeske. „See on ringmajanduse võti,” lisab ta.

Elektroonika, mis räägib oma lugu

Tema uuendusliku töö teine fookus on elektroonika elutsükli hindamine. Jeske ja tema kolleegid töötasid välja passiivsed struktuurid, mida saab integreerida materjalidesse või komponentidesse ja reageerida varakult keskkonnastressidele, nagu temperatuur või niiskus. See näitab elektroonika seisukorda ja pakub otsuste tegemise juhiseid süsteemi või üksikute komponentide järelejäänud kasutusea hindamiseks.

See muudab elektroonika andmete põhjal hinnatavaks: Milliseid komponente saab uuesti kasutada? Milliseid tuleb välja vahetada või ringlusse võtta? Millist mõju avaldab see kogu süsteemi ülejäänud elueale? See loob uue tehnilise standardi - elektroonika, mis annab teavet nende enda kasutusajaloo kohta - ning muudab ülemineku ringmajandusele mõõdetavaks ja kontrollitavaks.

Tehnoloogiast strateegiani

Lisaks tehnilisele arengule uurib Jeske võimalusi nende lahenduste kaasamiseks tulevastesse tootepõlvkondadesse ja Siemensi jätkusuutlikkuse strateegiatesse. Siemens Foundational Technologies vanemeksperdina osaleb ta lisaks teadusuuringutele ka trendiradarite ja uurimisalgatustega, mis tuvastavad elektroonika säästvad materjalid ja ringkujunduse põhimõtted juba varases staadiumis.

Jeske karjääri on kujundanud Saksamaa Akadeemilise Stipendiumifondi stipendium ja tema interdistsiplinaarne tee tehnoloogia, sotsiaalküsimuste ja nõustamisteenuste vahel. Tema jaoks on oluline „tuua muutusi minu enda tegude kaudu” - väide, mis kajastub tema leiutistes. Tema töö eesmärk on vähendada elektroonikajäätmeid kogu maailmas, säästa ressursse ja kujundada elektroonilisi süsteeme nii, et neid saaks kauem kasutada, parandada ja lõpuks paremini ringlussevõtt - see on oluline panus ringmajandusse.