Mikroelektroniikan vallankumous: Uusi materiaalijärjestelmä tulevaisuutta varten!

Mikroelektroniikan vallankumous: Uusi materiaalijärjestelmä tulevaisuutta varten!

Mikroelektroniikan alalla on tulossa innovatiivisia kehityskulkuja, jotka ovat käynnistyneet Ilmenaun teknillisen yliopiston tutkimushankkeessa. Tieteidenvälinen tiimi on luonut uudenlaisen polymeereista koostuvan materiaalijärjestelmän, jonka tarkoituksena on edistää merkittävästi elektronisten komponenttien parantamista. Tämä materiaalijärjestelmä koostuu kolmesta avainkomponentista: sähköä johtavasta polymeeristä, katalyytistä hapettumisvaurioiden havaitsemiseksi ja korjaamiseksi sekä monomeerista, joka toimii molekyylialueena. Näiden elementtien yhdistelmällä on potentiaalia lisätä merkittävästi elektronisten komponenttien tehokkuutta ja pitkäikäisyyttä, kuten esim tu-ilmanau.de raportoitu.

Projektia johtaa prof. Robert Geitner, fysikaalisen kemian ja katalyysin asiantuntija. Geitner on erityisen kiinnostunut materiaalien ominaisuuksien kemiallisesta analyysistä. Häntä tukee professori Christian Dreßler, joka teoreettisena solid-state fyysikkona simuloi molekyylien reaktiokäyttäytymistä. Tätä teorian ja käytännön välistä monitieteistä yhteyttä vahvistaa jatko-opiskelija Henrike Zacher, joka kehittää toiminnallisia materiaalijärjestelmiä laboratoriotesteihin. Tiimin pitkän aikavälin tavoitteena on luoda kestävämpi vaihtoehto klassisille mikroelektroniikan materiaaleille.

Tukiteknologiat ja haasteet

Tutkimuksen tavoitteena on parantaa olemassa olevia materiaaleja, mutta myös kehittää uusia orgaanisia funktionaalisia materiaaleja, jotka soveltuvat ratkaisupohjaisiin prosesseihin. Tietojen mukaan iap.fraunhofer.de Erityistä huomiota kiinnitetään tässä virheettömien polymeerien synteesiin. Tämä edellyttää epäpuhtauksien minimoimista ppm-alueelle asti sekä puhdistusprosessien optimointia monomeerituotannon aikana.

Lisäksi uusia dielektrisiä polymeerejä kehitetään sähköaktiivisten polymeerien alueella. Nämä voivat lisätä toimilaitteiden tehokkuutta. Esimerkiksi pehmeiden kondensaattoreiden sähkömekaaninen kytkentä mahdollistaa suuret muodonmuutokset, jotka voivat olla hyödyllisiä monissa sovelluksissa, mukaan lukien pienoispumput ja optiset kohdistuslaitteet. iap.fraunhofer.de korostaa, että niihin liittyvät haasteet, erityisesti korkeat kytkentäjännitteet, voidaan ratkaista uusilla menetelmillä, joilla lisätään permittiivisyyttä ja pienennetään kimmomoduulia.

Uusi menetelmä silikonipohjaisten elastomeerien kemialliseksi muuntamiseksi mahdollistaa orgaanisten dipolien kovalenttisen sitomisen silikonimatriisiin. Tämä menetelmä estää agglomeraatioita ja varmistaa homogeeniset kalvot, jotka on optimoitu nykyisten teknologioiden vaatimuksiin. Esimerkkejä näiden materiaalien sovelluksista ovat tulevaisuuteen suuntautuvat järjestelmät, kuten keinotekoiset lihakset ja toimilaitteet, joissa on parannetut venytysominaisuudet.

Näkymät tulevaisuuteen

Tämän tutkimuksen tavoitteet ovat lupaavia. Ne eivät ainoastaan ​​mullistaneet mikroelektroniikkaa, vaan myös asettavat uudet standardit materiaalien tuotannolle ja toimivuudelle robotiikan ja automaation alalla. Kestävä lähestymistapa funktionaalisten polymeerien kehittämiseen ja käyttöön lupaa paitsi taloudellista hyötyä, myös ympäristöystävällistä tuotantomenetelmää.