Скоро сва електроника у нашем животу - рачунари, стерео уређаји, тостери - садрже штампане плоче на којима су лемљене различите компоненте. Ово лемљење често се обавља ручно, невероватно деликатан поступак са мало простора за грешке.
Али сада је ово лемљење можда ствар прошлости. Тим истраживача са Бостонског универзитета за североисток смислио је начин да „лепи“ метал на метал на собној температури, без топлоте.
Ханцхен Хуанг, професор и председавајући Нортхеастерн-овог одељења за машинско и индустријско инжењерство, и два његова докторанда настала су са процесом, који називају МесоГлуе. Истраживање тима објављено је овог месеца у часопису Адванцед Материалс анд Процеедси .
Процес функционише тако што користи металне нанороде - сићушне металне шипке широке само 10 или 20 нанометара, пресвучене иридијумом на једној страни и галијумом на другој. Шипке су распоређене у линијама на горњој и доњој подлози, налик на зубе на патент затварачу. Када се зуби испреплићу, иридијум и галијум додирују и постају течни. Тада језгра металних нанорода претвара ту течност у чврсту супстанцу, стварајући чврсту везу. Цео процес траје мање од једног минута.
"То се догађа на собној температури, поприлично уз притисак прста", каже Хуанг.
За разлику од стандардног полимерног лепка, метални лепак остаје јак на високим температурама и под високим притиском. Такође је одличан проводник топлоте и електричне енергије, и одупире се цурењу ваздуха и гаса.
Како функционише МесоГлуе (Универзитет Нортхеастерн) МесоГлуе се може користити за причвршћивање компоненти на плоче без лемљења. Ово уклања ризик од оштећења процеса лемљења других елемената на плочи, што је дугогодишњи проблем у стварању плоче. МесоГлуе би такође могао бити користан у хладњацима, компонентама које спречавају електронику да се прегрева. Обично хладњаци користе оно што је познато као „термичка маст“ или „термална паста“, проводљиви лепак који се користи за попуњавање празнина између хладњака и извора топлоте. Ово је важно јер чува ваздух који би у супротном могао да делује као изолатор и умањи перформансе хладњака. МесоГлуе може заменити традиционалну термичку маст јер има већу топлотну проводљивост и није склон исушивању. Коначно, повећана ефикасност расипања топлоте могла би продужити век електронског производа. МесоГлуе би такође могао бити користан за причвршћивање цеви за цеви на местима где заваривање није могуће - под водом, рецимо, или у свемиру. Како у прављење везе не учествују топлота, струја или гас, нема опасности од експлозије или других опасних реакција.
Хуанг и његов тим раде на нанородној технологији већ десетак година. Хуанг велики део свог успеха приписује сталној подршци Канцеларије за основне науке о енергетици (БЕС), која му је лабораторија дала дугорочно финансирање.
„У овој земљи имамо само веома мало агенција које подржавају дугорочну основну науку и истраживање“, каже он. „[БЕС] је агенција која заиста улаже дугорочно улагање и то заиста може бити од утицаја.“
Хуанг и његови студенти добили су привремени патент за МесоГлуе процес и покренули су компанију за продају производа. Тренутно су у преговорима са разним индустријама о могућој употреби. Хуанг види како се МесоГлуе користи у свакодневним и изванредним апликацијама. Иако ће лепак вероватно бити прескуп за обичну употребу у домаћинству (извините макароне који нису налепљени галијум-иридијумом за ваш фрижидер, извини), лепак би лако могао да замени лемљење обичном кућном електроником - телефонима, рачунарима и телевизији - каже он. Такође би се могла применити у војној и ваздухопловној технологији, где електроника треба да се држи под екстремном силом.
„Технологија је спремна, али мора бити интегрисана у процесе [различитих примена]“, каже Хуанг. А то би, додаје, могло потрајати месец дана, можда и годину дана. "Заиста не знам", каже он.
