Nora Jeske thiết kế các thiết bị điện tử có độ bền cao, tái sử dụng nguyên liệu thô và giảm thiểu rác thải điện tử. Công việc của cô thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn, vì một tương lai bền vững.

Thiết kế thiết bị điện tử bền vững là một trong những thách thức kỹ thuật lớn nhất trong thời đại của chúng ta. Các hệ thống điện tử phải có khả năng chịu được các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ, độ ẩm và rung động nhưng đồng thời vẫn phải có thể sửa chữa hoặc tái chế khi hết vòng đời. Để giải quyết thách thức này, nghiên cứu của Nora Jeske tập trung vào các vật liệu sáng tạo, thân thiện với môi trường và các công nghệ kết nối cho hệ thống điện tử. Cô cũng đang phát triển các phương pháp dựa trên dữ liệu để đánh giá thiết bị điện tử và ước tính tuổi thọ còn lại của chúng. Điều này góp phần giải quyết vấn đề rác thải điện tử ngày càng gia tăng và hỗ trợ việc triển khai các tiêu chí Siemens Eco Tech. Với những đóng góp này, cô đã được vinh danh với Giải thưởng nhà phát minh của năm 2025 ở hạng mục “Gương mặt mới”.

Thiêu kết bạc – công nghệ then chốt đem lại độ tin cậy cao hơn và tuổi thọ dài hơn

Việc nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ của điện tử công suất là trọng tâm trong nghiên cứu của Jeske. Sử dụng công nghệ thiêu kết bạc vào các giải pháp lắp ráp và kết nối tiên tiến là một phương pháp tiếp cận quan trọng. Trong quá trình thiêu kết bạc, các hạt bạc siêu nhỏ được ép lại dưới áp suất và nhiệt độ vừa phải để tạo thành một hợp chất rắn dẫn điện. Không giống như hàn, quá trình này không làm nóng chảy kim loại mà dựa trên cơ chế khuếch tán để hình thành một lớp liên kết ổn định, chịu được nhiệt độ cao. Nhờ đặc tính dẫn nhiệt vượt trội của bạc, kỹ thuật này mang lại nhiều lợi ích: tản nhiệt tốt hơn, độ tin cậy cao hơn và tuổi thọ dài hơn.
Jeske đang tiếp tục nâng cao tính bền vững của công nghệ này bằng cách tối ưu hóa chuỗi quy trình, kết hợp thiêu kết bạc với các bước sản xuất khác. Mục tiêu là rút ngắn thời gian xử lý, tiết kiệm năng lượng và đồng thời tăng độ tin cậy để tạo ra các mô-đun điện tử công suất bền bỉ, nhỏ gọn và chắc chắn.

Bên cạnh việc nâng cao độ tin cậy, cô cũng tập trung vào khả năng tái sử dụng và tái chế thiết bị điện tử, cũng như cải thiện hiệu quả sử dụng tài nguyên trong sản xuất. Cô và nhóm sản xuất thiết bị điện tử tại Berlin đang phát triển các giải pháp cho quy trình tách tự động bảng mạch in và linh kiện điện tử, các phương pháp đánh giá khả năng tái sử dụng của linh kiện, cũng như các khái niệm thu hồi nhiệt và khí quy trình trong sản xuất. Jeske giải thích: “Chúng tôi đang nghiên cứu cách thiết kế mô-đun tổng thể sao cho vừa bền bỉ, vừa có thể sửa chữa được. Đó chính là chìa khóa của nền kinh tế tuần hoàn.”

Thiết bị điện tử “kể câu chuyện của chính mình”

Một trọng tâm khác trong hoạt động nghiên cứu của Jeske là đánh giá vòng đời của thiết bị điện tử. Jeske và các cộng sự của mình đã phát triển các cấu trúc thụ động có thể tích hợp vào vật liệu hoặc linh kiện với đặc điểm phản ứng sớm với các tác động môi trường như nhiệt độ hoặc độ ẩm. Điều này giúp xác định tình trạng của thiết bị điện tử và hỗ trợ ra quyết định trong việc đánh giá tuổi thọ còn lại của hệ thống hoặc từng linh kiện riêng lẻ.

Nhờ đó, thiết bị điện tử có thể được đánh giá dựa trên dữ liệu: linh kiện nào có thể tái sử dụng, linh kiện nào cần thay thế hoặc tái chế, và điều này ảnh hưởng ra sao đến tuổi thọ còn lại của toàn bộ hệ thống. Phương pháp tiếp cận này tạo ra một tiêu chuẩn kỹ thuật mới – các thiết bị điện tử có thể cung cấp thông tin về lịch sử sử dụng của chính mình – đồng thời giúp quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế tuần hoàn trở nên có thể đo lường và kiểm soát.

Từ công nghệ đến chiến lược

Bên cạnh phát triển kỹ thuật, Jeske còn nghiên cứu cách tích hợp các giải pháp này vào các thế hệ sản phẩm tương lai và chiến lược bền vững của Siemens. Với vai trò Chuyên gia chủ chốt cao cấp tại Siemens Foundational Technologies, cô không chỉ thực hiện nghiên cứu mà còn tham gia vào các hoạt động phân tích xu hướng và sáng kiến nghiên cứu nhằm sớm xác định các vật liệu bền vững và nguyên tắc thiết kế tuần hoàn cho thiết bị điện tử.

Sự nghiệp của Jeske được định hình bởi học bổng của Quỹ Học bổng Hàn lâm Đức và con đường liên ngành giữa công nghệ, các vấn đề xã hội và tư vấn. Đối với cô, việc “tạo ra thay đổi thông qua chính hành động của mình” là điều cốt lõi – và điều đó được thể hiện rõ trong các phát minh của cô. Mục tiêu công việc của cô là giảm thiểu rác thải điện tử trên toàn cầu, bảo tồn tài nguyên và thiết kế các hệ thống điện tử sao cho có thể sử dụng lâu hơn, dễ sửa chữa hơn và cuối cùng là tái chế hiệu quả hơn – một đóng góp quan trọng cho nền kinh tế tuần hoàn.