Aproape toate echipamentele electronice din viața noastră - computere, stereo, prăjitoare, conțin placi de circuite imprimate pe care sunt lipite diferite componente. Această lipire este adesea făcută manual, o procedură incredibil de delicată, cu puțin spațiu de eroare.
Dar acum, această lipire poate fi un lucru din trecut. O echipă de cercetători de la Universitatea de Nord-Est din Boston a venit cu o modalitate de a „lipici” metalul la metal la temperatura camerei, fără a fi necesară căldură.
Hanchen Huang, profesor și președinte al departamentului de inginerie mecanică și industrială din Nord-Est, și doi dintre doctoranții săi au venit cu procesul, pe care îl numesc MesoGlue. Cercetarea echipei a fost publicată în această lună în revista Advanced Materials and Processes .
Procesul funcționează profitând de nanorode metalice - tije metalice minuscule cu doar 10 sau 20 nanometri lățime, acoperite cu iridiu pe o parte și galiu pe cealaltă. Tijele sunt dispuse în linii pe un substrat superior și inferior, ca dinții de pe un fermoar. Când dinții sunt întrețesutați, iridiul și galiul se ating și devin lichizi. Apoi, miezul nanorodelor metalice transformă acel lichid într-un solid, creând o legătură fermă. Întregul proces durează mai puțin de un minut.
„Se întâmplă la temperatura camerei, cam cu presiunea degetelor, ” spune Huang.
Spre deosebire de adezivul polimeric standard, cleiul metalic rămâne puternic la temperaturi ridicate și sub presiune ridicată. De asemenea, este un excelent conductor de căldură și electricitate și rezistă la scurgerile de aer și gaze.
Cum funcționează MesoGlue (Universitatea de Nord-Est) MesoGlue poate fi utilizat pentru a atașa componente la plăci de circuit fără lipire. Acest lucru elimină riscul ca procesul de lipire să deterioreze alte elemente de pe placa de circuit, o problemă de lungă durată în crearea plăcii de circuit. MesoGlue ar putea fi util și în chiuvetele de căldură, componentele care împiedică supraîncălzirea electronică. În mod obișnuit, chiuvetele de căldură folosesc ceea ce este cunoscut sub denumirea de „grăsime termică” sau „pastă termică”, un adeziv conductiv utilizat pentru a umple golurile dintre radiatorul termic și sursa de căldură. Acest lucru este important deoarece păstrează aerul care altfel ar acționa ca un izolator și ar reduce performanța radiatorului. MesoGlue ar putea înlocui grăsimea termică tradițională, deoarece are o conductivitate termică mai mare și nu este predispusă la uscare. În cele din urmă, eficiența crescută a disipației de căldură ar putea prelungi viața produsului electronic. MesoGlue ar putea de asemenea fi util pentru fixarea accesoriilor de conducte în locuri unde sudarea nu este posibilă - să zicem sub apă sau în spațiul exterior. Deoarece nu este implicată nicio căldură, electricitate sau gaz în realizarea legăturii, nu există riscul de explozii sau alte reacții periculoase.
Huang și echipa sa lucrează la tehnologia nanorod de zeci de ani. Huang acordă o mare parte din succesul său sprijinului continuu al Biroului de Științe ale Energiei de Bază al Departamentului Energiei (BES), care i-a acordat finanțării laboratorului pe termen lung.
„În această țară, avem doar foarte puține agenții care sprijină pe termen lung știința și cercetarea de bază”, spune el. „[BES] este o agenție care face într-adevăr o investiție pe termen lung și care poate fi cu adevărat de impact.”
Huang și studenții săi au primit un brevet provizoriu pentru procesul MesoGlue și au lansat o companie care să vândă produsul. În prezent, stau în discuții cu diverse industrii despre posibile utilizări. Huang vede că MesoGlue este folosit în aplicații atât cotidiene cât și extraordinare. Deși, probabil, lipiciul va fi mult prea scump pentru uz casnic obișnuit (nu există artoane de macaroane lipite cu galiu-iridiu pentru frigiderul dvs., scuze), lipiciul ar putea înlocui ușor lipirea în electronice casnice obișnuite - telefoane, computere, televizor - spune el. Poate fi, de asemenea, utilizat în tehnologia militară și aerospațială, unde electronica trebuie să se mențină sub forță extremă.
"Tehnologia este gata, dar trebuie integrată în procesele [din diferite aplicații]", spune Huang. Și asta, adaugă el, ar putea dura o lună, poate un an. „Chiar nu știu”, spune el.
