Elettronica durevole per un ambiente migliore

La progettazione sostenibile dell'elettronica è una delle maggiori sfide tecniche del nostro tempo. I sistemi elettronici devono essere in grado di resistere a condizioni estreme come calore, umidità e vibrazioni, e allo stesso tempo essere riparabili o riciclabili al termine del loro ciclo di vita. Per vincere questa sfida, la ricerca di Nora Jeske si concentra su materiali e tecnologie di connessione innovativi e rispettosi dell'ambiente per sistemi elettronici. Sta inoltre sviluppando metodi basati sui dati per valutare l'elettronica e stimarne la durata residua. Ciò risolve il crescente problema dei rifiuti elettronici e supporta l'implementazione dei criteri Siemens Eco Tech. Per questi contributi, è stata premiata con il premio Inventor of the Year 2025 nella categoria «Newcomer».

Sinterizzazione dell'argento: tecnologia chiave per una maggiore affidabilità e una maggiore durata

L'aumento dell'affidabilità e della durata dell'elettronica di potenza è un obiettivo centrale della ricerca di Jeske. Un approccio importante è l'uso della tecnologia di sinterizzazione dell'argento per soluzioni innovative di assemblaggio e connettività. Nella sinterizzazione dell'argento, minuscole particelle d'argento vengono pressate insieme sotto pressione e calore moderato per formare un composto solido elettricamente conduttivo. A differenza della saldatura, non c'è fusione dei metalli, ma piuttosto un processo di diffusione che crea uno strato composto stabile e resistente alle alte temperature. Grazie alle eccellenti proprietà termiche dell'argento, questa tecnica offre importanti vantaggi: migliore dissipazione del calore, maggiore affidabilità e maggiore durata. Jeske sta lavorando per migliorare ulteriormente la sostenibilità di questa tecnologia. Il suo obiettivo è ottimizzare le catene di processo per combinare la sinterizzazione dell'argento con altre fasi di produzione. L'obiettivo è abbreviare i tempi di processo, risparmiare energia e contemporaneamente aumentare l'affidabilità per produrre moduli robusti, compatti e durevoli per l'elettronica di potenza.

Oltre ad aumentare l'affidabilità, Jeske sta anche concentrando la sua attenzione su come l'elettronica può essere riutilizzata e riciclata e su come rendere la produzione più efficiente in termini di risorse. Insieme al team di Electronics Manufacturing di Berlino, sta sviluppando approcci per un processo di separazione automatizzato per circuiti stampati e componenti elettronici, metodi per valutare la riutilizzabilità dei componenti e concetti per il recupero del calore e dei gas di processo nella produzione. «Stiamo esaminando come l'intero modulo possa essere costruito per essere durevole e allo stesso tempo riparabile», spiega Jeske. «Questa è la chiave per l'economia circolare», aggiunge.

L'elettronica che racconta la sua storia

Un altro obiettivo del suo lavoro innovativo è la valutazione del ciclo di vita dell'elettronica. Jeske e i suoi colleghi hanno sviluppato strutture passive che possono essere integrate in materiali o componenti e reagire precocemente alle sollecitazioni ambientali come la temperatura o l'umidità. Ciò fornisce un'indicazione dello stato dell'elettronica e offre una guida decisionale per valutare la durata utile residua di un sistema o dei singoli componenti.

Ciò rende l'elettronica valutabile in base ai dati: quali componenti possono essere riutilizzati? Quali devono essere sostituiti o riciclati? Che impatto ha questo sulla durata residua dell'intero sistema? Questo crea un nuovo standard tecnico, l'elettronica che fornisce informazioni sulla propria cronologia di utilizzo, e rende misurabile e controllabile la transizione verso un'economia circolare.

Dalla tecnologia alla strategia

Oltre allo sviluppo tecnico, Jeske sta esplorando i modi per incorporare queste soluzioni nelle future generazioni di prodotti e nelle strategie di sostenibilità di Siemens. In qualità di Senior Key Expert presso Siemens Foundational Technologies, oltre alla sua ricerca, è anche coinvolta in radar di tendenza e iniziative di ricerca che identificano materiali sostenibili e principi di progettazione circolare per l'elettronica in una fase iniziale.

La carriera di Jeske è stata plasmata da una borsa di studio della German Academic Scholarship Foundation e dal suo percorso interdisciplinare tra tecnologia, questioni sociali e servizi di consulenza. Per lei è importante «apportare il cambiamento attraverso le mie azioni», un'affermazione che si riflette nelle sue invenzioni. L'obiettivo del suo lavoro è ridurre i rifiuti elettronici in tutto il mondo, conservare le risorse e progettare sistemi elettronici in modo che possano essere utilizzati più a lungo, riparati e, in ultima analisi, riciclati meglio: un contributo importante all'economia circolare.