Elettronica durevole per un ambiente migliore

Il design sostenibile dell'elettronica è una delle più grandi sfide tecniche del nostro tempo. I sistemi elettronici devono essere in grado di resistere a condizioni estreme come calore, umidità e vibrazioni – e tuttavia devono essere riparabili o riciclabili alla fine della loro vita. Per padroneggiare questa sfida, la ricerca di Nora Jeske si concentra su materiali innovativi, ecologici e tecnologie di connessione per sistemi elettronici. Sta anche sviluppando metodi basati sui dati per valutare l'elettronica e stimare la loro durata residua. Questo affronta il problema crescente dei rifiuti elettronici e supporta l'implementazione dei criteri Siemens Eco Tech. Per questi contributi, è stata premiata con il Premio Inventore dell'Anno 2025 nella categoria “Nuovi arrivati”.

Sinterizzazione dell'argento – tecnologia chiave per una maggiore affidabilità e una durata più lunga

Aumentare l'affidabilità e la durata dei componenti elettronici 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, piccole particelle di argento vengono pressate insieme sotto pressione e calore moderato per formare un composto solido e conduttivo elettricamente. A differenza della saldatura, non vi è fusione dei metalli, ma piuttosto un processo di diffusione che crea uno strato di composto stabile e resistente ad alte temperature. Grazie alle eccellenti proprietà termiche dell'argento, questa tecnica offre vantaggi importanti: migliore dissipazione del calore, maggiore affidabilità e una durata più lunga.
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 altri passaggi di produzione. L'obiettivo è ridurre 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 possa essere riutilizzata e riciclata – e su come la produzione possa diventare più efficiente nell'uso delle risorse. Insieme al team di produzione elettronica a 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 il modulo complessivo possa essere costruito per essere durevole – e allo stesso tempo rimanere riparabile", spiega Jeske. "Questa è la chiave per l'economia circolare", aggiunge.

Elettronica che racconta la sua storia

Un altro focus 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 a sollecitazioni ambientali come temperatura o umidità. Questo fornisce un'indicazione delle condizioni dell'elettronica e offre una guida decisionale per valutare la durata residua di un sistema o di singoli componenti.

Questo rende l'elettronica accessibile basandosi sui dati: Quali componenti possono essere riutilizzati? Quali devono essere sostituiti o riciclati? Quale impatto ha questo sulla durata residua complessiva del sistema? Questo crea un nuovo standard tecnico: elettronica che fornisce informazioni sulla propria storia d'uso, rendendo la transizione verso un'economia circolare misurabile e controllabile.

Dalla tecnologia alla strategia

Parallelamente allo sviluppo tecnico, Jeske sta esplorando modi per integrare queste soluzioni nelle future generazioni di prodotti e nelle strategie di sostenibilità di Siemens. Come 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 design circolare per l'elettronica in una fase precoce.

La carriera di Jeske è stata plasmata da una borsa di studio della Fondazione Tedesca per le Borse di Studio Accademiche e dal suo percorso interdisciplinare tra tecnologia, questioni sociali e servizi di consulenza. Per lei è importante "portare cambiamenti attraverso le proprie azioni" – un'affermazione che si riflette nelle sue invenzioni. L'obiettivo del suo lavoro è ridurre i rifiuti elettronici a livello mondiale, conservare le risorse e progettare sistemi elettronici in modo che possano essere utilizzati più a lungo, riparati e infine riciclati meglio – un contributo importante all'economia circolare.