Tartós elektronika a jobb környezet érdekében

Az elektronika fenntartható tervezése korunk egyik legnagyobb technikai kihívása. Az elektronikus rendszereknek képesnek kell lenniük arra, hogy ellenálljanak a szélsőséges körülményeknek, például a hőnek, a páratartalomnak és a rezgéseknek, és élettartamuk végén még javíthatónak vagy újrahasznosíthatónak kell lenniük. Ennek a kihívásnak a kezelése érdekében Nora Jeske kutatása az elektronikus rendszerek innovatív, környezetbarát anyagaira és csatlakozási technológiáira összpontosít. Adatvezérelt módszereket is fejleszt az elektronika értékelésére és a fennmaradó élettartamuk becslésére. Ez az elektronikus hulladék egyre növekvő problémájával foglalkozik, és támogatja a Siemens Eco Tech kritériumok megvalósítását. Ezekért a hozzájárulásokért elnyerte az Év Feltalálója 2025-es díját az „Újonc” kategóriában.

Ezüst szinterezés — kulcsfontosságú technológia a nagyobb megbízhatóság és a hosszabb élettartam érdekében

A teljesítményelektronika megbízhatóságának és élettartamának növelése Jeske kutatásának központi középpontjában áll. Fontos megközelítés az ezüst szinterezési technológia alkalmazása innovatív összeszerelési és csatlakozási megoldásokhoz. Az ezüst szinterezésnél az apró ezüstrészecskéket nyomás és mérsékelt hő alatt összenyomják, hogy szilárd, elektromosan vezető vegyületet képeznek. A forrasztással ellentétben a fémek nem olvadása történik, hanem diffúziós folyamat, amely stabil és magas hőmérsékletnek ellenálló összetett réteget hoz létre. Az ezüst kiváló termikus tulajdonságainak köszönhetően ez a technika jelentős előnyökkel jár: jobb hőelvezetés, megnövekedett megbízhatóság és hosszabb élettartam.
Jeske azon dolgozik, hogy tovább javítsa ennek a technológiának a fenntarthatóságát. A folyamatláncok optimalizálására összpontosít, hogy az ezüst szinterezését más gyártási lépésekkel kombinálják. A cél a folyamatok lerövidítése, az energiatakarékosság és a megbízhatóság növelése, hogy robusztus, kompakt és tartós modulokat állítsanak elő az elektromos elektronikához.

A megbízhatóság növelése mellett Jeske arra is összpontosítja figyelmét, hogy miként lehet újrafelhasználni és újrahasznosítani az elektronikát — és hogyan lehet a gyártást erőforrás-hatékonyabbá tenni. A berlini Electronics Manufacturing csapatával együtt dolgozik ki a nyomtatott áramköri lapok és elektronikai alkatrészek automatizált elválasztási folyamatának megközelítéseit, az alkatrészek újrafelhasználhatóságának értékelésére szolgáló módszereket, valamint a termelés során a hő- és feldolgozási gázok visszanyerésének koncepcióit. „Azt vizsgáljuk, hogy a teljes modul hogyan építhető úgy, hogy tartós legyen - és mégis javítható legyen” - magyarázza Jeske. „Ez a körforgásos gazdaság kulcsa” - tette hozzá.

Elektronika, amely elmeséli a történetüket

Innovatív munkájának másik fókusza az elektronika életciklusának felmérése. Jeske és munkatársai olyan passzív szerkezeteket fejlesztettek ki, amelyek integrálhatók anyagokba vagy alkatrészekbe, és korán reagálhatnak a környezeti stresszekre, például a hőmérsékletre vagy a páratartalomra. Ez jelzi az elektronika állapotát, és döntéshozatali útmutatást nyújt a rendszer vagy az egyes alkatrészek fennmaradó élettartamának értékeléséhez.

Ez az elektronikát adatok alapján értékelhetővé teszi: Mely alkatrészek használhatók újra? Melyiket kell cserélni vagy újrahasznosítani? Milyen hatással van ez a teljes rendszer fennmaradó élettartamára? Ez új műszaki szabványt hoz létre - elektronikát, amely információkat nyújt saját használati előzményeikről -, és mérhetővé és ellenőrizhetővé teszi a körforgásos gazdaságra való áttérést.

A technológiától a stratégiáig

A technikai fejlesztés mellett a Jeske arra törekszik, hogy ezeket a megoldásokat beépítsük a jövő termék-generációiba és a Siemens fenntarthatósági stratégiáiába. A Siemens Foundational Technologies vezető kulcsszakértőjeként kutatása mellett trendradarokban és kutatási kezdeményezésekben is részt vesz, amelyek korai szakaszban azonosítják az elektronika fenntartható anyagait és körkörös tervezési elveit.

Jeske karrierjét a Német Akadémiai Ösztöndíj Alapítvány ösztöndíja, valamint a technológia, a társadalmi kérdések és a tanácsadási szolgáltatások közötti interdiszciplináris útja alakította. Fontos számára, hogy „saját cselekedeteimmel hozhasson változást” - ez az állítás tükröződik találmányaiban. Munkája célja, hogy világszerte csökkentse az elektronikus hulladékot, megtakarítsa az erőforrásokat és olyan elektronikus rendszereket tervezzen, hogy azok hosszabb ideig használhatók, javítsák és végül jobban újrahasznosíthatók legyenek — ez fontos hozzájárulás a körforgásos gazdasághoz.