الصفحة الرئيسية > صحافة > بطانة فضية للإلكترونيات المتطرفة
طور باحثو جامعة ولاية ميشيغان عملية لإنشاء دوائر أكثر مرونة ، والتي أظهروها من خلال إنشاء خوذة سبارتان فضية. تم تصميم الحلبة من قبل جين مانفريدي ، الأستاذة المساعدة في كلية الطب البيطري. الائتمان: شركة Acta Materialia Inc./Elsevier |
المستخلص:
سوف تحتاج تكنولوجيا الغد المتطورة إلى إلكترونيات يمكنها تحمل الظروف القاسية. هذا هو السبب في قيام مجموعة من الباحثين بقيادة جيسون نيكولاس من جامعة ولاية ميتشيغان ببناء دوائر أقوى اليوم.
بطانة فضية للإلكترونيات المتطرفة
إيست لانسينغ ، ميشيغان | نُشر في 30 أبريل 2021
طور نيكولاس وفريقه دوائر فضية أكثر مقاومة للحرارة بمساعدة من النيكل. وصف الفريق العمل ، الذي تم تمويله من قبل وزارة الطاقة الأمريكية ، برنامج خلايا الوقود للأكسيد الصلب ، في 15 أبريل في مجلة Scripta Materialia.
أنواع الأجهزة التي يعمل فريق MSU على الاستفادة منها - خلايا الوقود من الجيل التالي ، وأشباه الموصلات ذات درجة الحرارة العالية وخلايا التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب - يمكن أن يكون لها تطبيقات في صناعات السيارات والطاقة والفضاء.
على الرغم من أنه لا يمكنك شراء هذه الأجهزة من الرف الآن ، يقوم الباحثون حاليًا ببنائها في المعامل لاختبارها في العالم الحقيقي ، وحتى على الكواكب الأخرى.
على سبيل المثال ، طورت وكالة ناسا خلية التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب والتي مكنت Mars 2020 Perseverance Rover من إنتاج الأكسجين من الغاز في الغلاف الجوي للمريخ في 22 أبريل. تأمل ناسا أن يؤدي هذا النموذج الأولي يومًا ما إلى معدات تسمح لرواد الفضاء بتوليد وقود الصواريخ والهواء القابل للتنفس بينما على المريخ.
قال نيكولاس ، الأستاذ المشارك في كلية الهندسة ، إنه لمساعدة مثل هذه النماذج الأولية في أن تصبح منتجات تجارية ، فإنها ستحتاج إلى الحفاظ على أدائها في درجات حرارة عالية على مدى فترات طويلة من الزمن.
تم جذبه إلى هذا المجال بعد سنوات من استخدام خلايا وقود الأكسيد الصلب ، والتي تعمل مثل خلايا التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب في الاتجاه المعاكس. فبدلاً من استخدام الطاقة لإنتاج الغازات أو الوقود ، فإنهم يولدون الطاقة من تلك المواد الكيميائية.
تعمل خلايا وقود الأكسيد الصلب مع الغازات عند درجات حرارة عالية. قال نيكولاس ، الذي يقود مختبرًا في قسم الهندسة الكيميائية وعلوم المواد ، "نحن قادرون على التفاعل الكهروكيميائي لهذه الغازات لإخراج الكهرباء وهذه العملية أكثر كفاءة بكثير من انفجار الوقود مثل محرك الاحتراق الداخلي".
ولكن حتى بدون انفجارات ، تحتاج خلية الوقود إلى تحمل ظروف العمل المكثفة.
قال نيكولاس: "تعمل هذه الأجهزة عادة بحوالي 700 إلى 800 درجة مئوية ، وعليها أن تفعل ذلك لفترة طويلة - 40,000 ساعة على مدار حياتها". للمقارنة ، هذا ما يقرب من 1,300 إلى 1,400 درجة فهرنهايت ، أو حوالي ضعف درجة حرارة فرن البيتزا التجاري.
قال نيكولاس: "وعلى مدى تلك الحياة ، تقوم بتدويرها حراريًا". "تقوم بتبريده وتسخينه احتياطيًا. إنها بيئة قاسية للغاية. يمكن أن تنفجر أسلاك الدائرة الكهربائية ".
وبالتالي ، فإن إحدى العقبات التي تواجه هذه التكنولوجيا المتقدمة بدائية إلى حد ما: فالدوائر الموصلة ، غالبًا ما تكون مصنوعة من الفضة ، تحتاج إلى التمسك بشكل أفضل بمكونات السيراميك الأساسية.
وجد الباحثون أن سر تحسين الالتصاق هو إضافة طبقة وسيطة من النيكل المسامي بين الفضة والسيراميك.
من خلال إجراء التجارب والمحاكاة الحاسوبية لكيفية تفاعل المواد ، قام الفريق بتحسين كيفية ترسيب النيكل على السيراميك. ولإنشاء طبقات نيكل رفيعة مسامية على السيراميك بنمط أو تصميم من اختيارهم ، لجأ الباحثون إلى طباعة الشاشة.
قال نيكولاس: "إنها نفس طباعة الشاشة المستخدمة في صناعة القمصان". "نحن فقط نطبع الإلكترونيات على الشاشة بدلاً من القمصان. إنها تقنية صديقة للغاية للتصنيع ".
بمجرد وضع النيكل في مكانه ، يضعه الفريق في اتصال مع الفضة المصهورة عند درجة حرارة تبلغ حوالي 1,000 درجة مئوية. لا يتحمل النيكل هذه الحرارة فحسب - حيث تبلغ درجة انصهاره 1,455 درجة مئوية - ولكنه أيضًا يوزع الفضة المسالة بشكل موحد على ميزاتها الدقيقة باستخدام ما يسمى بالعمل الشعري.
قال نيكولاس: "إنها تشبه الشجرة تقريبًا". "الشجرة تصل الماء إلى فروعها عن طريق عمل الشعيرات الدموية. النيكل يلتقط الفضة المصهورة من خلال نفس الآلية ".
بمجرد أن تبرد الفضة وتتصلب ، يبقيها النيكل مغلقًا على السيراميك ، حتى في درجة حرارة 700 إلى 800 درجة مئوية ستواجه داخل خلية وقود أكسيد صلب أو خلية التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب. وهذا النهج لديه أيضًا القدرة على مساعدة التقنيات الأخرى ، حيث يمكن أن تعمل الإلكترونيات ساخنة.
قال جون ديبلينج ، مدير التكنولوجيا في MSU Technologies ، مكتب نقل التكنولوجيا والتسويق بولاية ميشيغان: "هناك مجموعة متنوعة من التطبيقات الإلكترونية التي تتطلب لوحات دوائر يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية أو الطاقة العالية". "تتضمن هذه التطبيقات الموجودة في أسواق السيارات والطيران والأسواق الصناعية والعسكرية ، ولكن أيضًا التطبيقات الأحدث مثل الخلايا الشمسية وخلايا وقود الأكسيد الصلب."
بصفته مديرًا للتكنولوجيا ، يعمل Debling على تسويق ابتكارات Spartan وهو يعمل على المساعدة في الحصول على براءة اختراع لهذه العملية لإنشاء إلكترونيات أكثر صرامة.
وقال "هذه التكنولوجيا تحسن كبير - في التكلفة واستقرار درجة الحرارة - على تقنيات ترسيب المعجون والبخار الحالية".
من جانبه ، لا يزال نيكولاس مهتمًا أكثر بالتطبيقات المتطورة في الأفق ، مثل خلايا وقود الأكسيد الصلب وخلايا التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب.
قال نيكولاس: "نحن نعمل على تحسين موثوقيتها هنا على الأرض - وعلى المريخ".
# # #
كما ساهم في المشروع باحثو الهندسة المتقشفون الأستاذ المساعد هوي تشيا يو والبروفيسور تيموثي هوجان والبروفيسور توماس بيلر. شمل الباحثون من طلاب الدراسات العليا في المشروع جينجي هو ، وكوان تشو ، وأيسواريا باتلاواندي ، وجيون بارك ، وروبرت تيرموهلين ، ويوكسي ما (تخرج تشو وباتلاواندي وما بعد ذلك).
أحد قادة المشروع في جامعة براون ، البروفيسور يو كي ، له أيضًا علاقات مع جامعة ولاية ميشيغان. شغلت منصب عضو هيئة التدريس والعميد المساعد الافتتاحي للشمول والتنوع في كلية الهندسة حتى عام 2020.
####
لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا
جهات الاتصال:
كارولين بروكس
تضمين التغريدة
حقوق النشر © جامعة ولاية ميتشيغان
إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.
جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.
روابط ذات صلة |
أخبار ذات صلة الصحافة |
الأخبار والمعلومات
أقل براءة مما يبدو: الهيدروجين في البيروفسكايت الهجين: يحدد الباحثون العيب الذي يحد من أداء الخلايا الشمسية 30 أبريل، 2021
أول مسبار التصوير بالموجات فوق الصوتية بالألياف الضوئية في العالم لتشخيص الأمراض النانوية في المستقبل 30 أبريل، 2021
يتيح مجهر القوة الذرية الجديد Cypher VRS1250 معدل التصوير بالفيديو الحقيقي بمعدل يصل إلى 45 إطارًا في الثانية 30 أبريل، 2021
الحكومة - التشريع / التنظيم / التمويل / السياسة
روبوتات بسيطة وخوارزميات ذكية 30 أبريل، 2021
أقل براءة مما يبدو: الهيدروجين في البيروفسكايت الهجين: يحدد الباحثون العيب الذي يحد من أداء الخلايا الشمسية 30 أبريل، 2021
جهاز حوسبة جديد يشبه الدماغ يحاكي التعلم البشري: قام الباحثون بتكييف جهاز للتعلم عن طريق الارتباط ، مثل كلب بافلوف 30 أبريل، 2021
مادة اصطناعية شبيهة بالجيلاتين تحاكي تمدد وقوة سرطان البحر السفلي: يمكن أن يوفر هيكل الغشاء مخططًا لأنسجة اصطناعية قوية 23rd أبريل، 2021
العقود الآجلة المحتملة
أقل براءة مما يبدو: الهيدروجين في البيروفسكايت الهجين: يحدد الباحثون العيب الذي يحد من أداء الخلايا الشمسية 30 أبريل، 2021
أول مسبار التصوير بالموجات فوق الصوتية بالألياف الضوئية في العالم لتشخيص الأمراض النانوية في المستقبل 30 أبريل، 2021
يتيح مجهر القوة الذرية الجديد Cypher VRS1250 معدل التصوير بالفيديو الحقيقي بمعدل يصل إلى 45 إطارًا في الثانية 30 أبريل، 2021
تكنولوجيا الرقائق
جهاز حوسبة جديد يشبه الدماغ يحاكي التعلم البشري: قام الباحثون بتكييف جهاز للتعلم عن طريق الارتباط ، مثل كلب بافلوف 30 أبريل، 2021
تنقل شركة GLOBALFOUNDRIES المقر الرئيسي للشركة إلى أحدث منشأة لتصنيع أشباه الموصلات في نيويورك 27 أبريل، 2021
يدرك الباحثون تحويل التردد عالي الكفاءة على رقاقة ضوئية متكاملة 23rd أبريل، 2021
باستخدام الجهاز البصري الجديد ، يمكن للمهندسين ضبط لون الضوء 23rd أبريل، 2021
الإعلانات
أقل براءة مما يبدو: الهيدروجين في البيروفسكايت الهجين: يحدد الباحثون العيب الذي يحد من أداء الخلايا الشمسية 30 أبريل، 2021
أول مسبار التصوير بالموجات فوق الصوتية بالألياف الضوئية في العالم لتشخيص الأمراض النانوية في المستقبل 30 أبريل، 2021
يتيح مجهر القوة الذرية الجديد Cypher VRS1250 معدل التصوير بالفيديو الحقيقي بمعدل يصل إلى 45 إطارًا في الثانية 30 أبريل، 2021
مقابلات / مراجعات كتاب / مقالات / تقارير / بودكاست / مجلات / أوراق بيضاء / ملصقات
تقنية GPU مفتوحة المصدر لأجهزة الكمبيوتر العملاقة: يتنقل الباحثون بين المزايا والعيوب 30 أبريل، 2021
أقل براءة مما يبدو: الهيدروجين في البيروفسكايت الهجين: يحدد الباحثون العيب الذي يحد من أداء الخلايا الشمسية 30 أبريل، 2021
أول مسبار التصوير بالموجات فوق الصوتية بالألياف الضوئية في العالم لتشخيص الأمراض النانوية في المستقبل 30 أبريل، 2021
الطاقة
أقل براءة مما يبدو: الهيدروجين في البيروفسكايت الهجين: يحدد الباحثون العيب الذي يحد من أداء الخلايا الشمسية 30 أبريل، 2021
أجهزة استشعار يمكن ارتداؤها تكشف عن تسرب الغاز 19 أبريل، 2021
قد تكمن الحلول الأفضل لصنع الهيدروجين فقط على السطح 9 أبريل، 2021
يعمل البوليمر القائم على PTV على تمكين الخلايا الشمسية العضوية بكفاءة تزيد عن 16 ٪ أبريل 2nd، 2021
السيارات / النقل
صناعة الطلاء والمركبات التشيلية تحقق قفزة إلى الأمام في الاستفادة من حلول الأنابيب النانوية للجرافين 9 أبريل، 2021
معيار صناعي جديد للبطاريات: منشأة فائقة النظافة لتشتت أنابيب الجرافين النانوية مسيرة 19th، 2021
الفضاء / الفضاء
توسيع نطاق حرية التصميم: طلاء مسحوق على FRP بفضل طبقات الجيلاتين الموصلة مع الأنابيب النانوية من الجرافين مسيرة 3rd، 2021
المركبة الفضائية تأخذ رحلة: رحلة تجريبية على ارتفاعات عالية هي خطوة كبيرة نحو أهداف جمعية الفضاء الوطنية لتسوية الفضاء ديسمبر 10th، 2020
جمعية الفضاء الوطنية تتذكر بن بوفا: NSS تنعى فقدان قائد NSS ذو رؤية ديسمبر 2nd، 2020
خلايا الوقود
اقترح العلماء طريقة لتحسين أداء خلايا وقود الميثانول ديسمبر 25th، 2020
طريقة تصوير جديدة تعرض كربون التربة بمقاييس ذرية قريبة ديسمبر 25th، 2020
- اكشن
- تكنولوجيا متقدمة
- فضاء
- تحليل
- التطبيقات
- ابريل
- حول
- البند
- المساعد
- السيارات
- السيارات
- بطاريات
- الفروع
- جامعة براون
- ابني
- يشترى
- كربون
- درجة مئوية
- CGI
- تهمة
- مادة كيميائية
- المواد الكيميائية
- كلية
- تجاري
- الحوسبة
- من التركيز
- محتوى
- تحويل
- خلق
- ائتمان
- يوم
- وزارة الطاقة
- تصميم
- الأجهزة
- مرض
- تنوع
- كهرباء
- الإلكترونيات
- طاقة
- الهندسة
- المهندسين
- البيئة
- معدات
- الوجه
- فيسبوك
- تسهيل
- مواجهة
- المميزات
- نهاية
- الاسم الأول
- طيران
- إلى الأمام
- حرية
- وقود
- الممولة
- مستقبل
- GAS
- GIF
- ذهبي
- شراء مراجعات جوجل
- وحدة معالجة الرسوميات:
- خريج
- تجمع
- هنا
- مرتفع
- كيفية
- HTTPS
- ضخم
- العقبات
- مهجنة
- الهدرجة
- تحديد
- التصوير
- Inc.
- إدراجه
- صناعي
- الصناعات
- العالمية
- معلومات
- IT
- مختبرات
- تطلق
- قيادة
- تعلم
- تعلم
- ليد
- طويل
- القيام ب
- تصنيع
- مارس
- الأسواق
- المريخ
- مارس 2020
- المواد
- دواء
- معدن
- ميشيغان
- عسكر
- التحركات
- تكنولوجيا النانو
- ناسا
- صاف
- أخبار
- النيكل
- أخرى
- أكسجين
- براءة الإختراع
- نمط
- أداء
- مثابرة
- روفر المثابرة
- البيتزا
- الكواكب
- البوليمر
- قوة
- مسبار
- المنتجات
- البرنامج
- تنفيذ المشاريع
- الحماية والوقاية
- رادار
- RE
- رد فعل
- رد فعل
- ردود الفعل
- رديت
- النشرات
- عكس
- الطرق
- ROBERT
- الروبوتات
- قرصان
- يجري
- علوم
- العلماء
- شاشة
- بحث
- أشباه الموصلات
- أشباه الموصلات
- أجهزة الاستشعار
- مشاركة
- قذيفة
- فضي
- المقاس
- سمارت
- جاليات
- شمسي
- الحلول
- الفضاء
- استقرار
- بداية
- الولايه او المحافظه
- طالب
- أجهزة الكمبيوتر العملاقة
- التكنولوجيا
- التكنولوجيا
- تكنولوجيا
- تجربه بالعربي
- الوقت
- وسائل النقل
- لنا
- فوق صوتي
- جامعة
- us
- السيارات
- طبيب بيطري
- مياه
- موجة
- من الذى
- للعمل
- أعمال
- العالم
- بريد ياهووو
- سنوات