هذا ساخن!ارتفاع درجه حراره الاكترونيات

من أجهزة iPhones على الأرض إلى التقادم على سطح المريخ ، تعمل معظم الإلكترونيات فقط ضمن نطاق درجات حرارة معين. من خلال مزج مادتين عضويتين معًا ، يمكن للباحثين في جامعة بوردو إنشاء أجهزة إلكترونية تتحمل الحرارة الشديدة.

---

هذه المادة البلاستيكية الجديدة يمكن أن توصل الكهرباء بشكل موثوق به إلى 220 درجة مئوية (428 فهرنهايت) ، وفقا لورقة نشرت يوم الخميس في مجلة ساينس .

وقال جيانجو مي استاذ الكيمياء العضوية في جامعة بوردو "تعمل الإلكترونيات التجارية بين 40 و 85 درجة مئوية تحت الصفر. وباستثناء هذا المدى فانها ستعطل." "لقد أنشأنا مادة يمكن أن تعمل في درجات حرارة عالية من خلال مزج بوليمرين معا".

واحدة من هذه هي أشباه الموصلات ، والتي يمكن توصيل الكهرباء ، والآخر هو بوليمر عازل تقليدي ، وهو ما قد تصوره عندما تفكر في البلاستيك العادي. ولجعل هذه التقنية تعمل في مجال الإلكترونيات ، لم يكن بوسع الباحثين فقط أن يجمعوا الاثنين معا - كان عليهم أن يتلاعبوا بالنسب.

وقال أريستيد جوميوسينج ، المؤلف الرئيسي للورقة وباحث الدراسات العليا في جامعة بوردو: "إن أحد المواد البلاستيكية ينقل الشحنة ، والآخر يمكن أن يتحمل درجات الحرارة المرتفعة". "عندما تقوم بمزجها معًا ، يجب أن تعثر على النسبة الصحيحة حتى تندمج بشكل جيد ولا يسيطر الشخص على الآخر."

اكتشف الباحثون بعض الخصائص الضرورية لعمل هذا. يجب أن تكون المادتان متوافقة مع الخلط ويجب أن يكون كل منهما متساويين تقريبًا. وينتج عن ذلك شبكة منظمة متداخلة تسمح للشحنة الكهربائية بالتدفق بالتساوي طوال الوقت مع احتواء شكلها في درجات الحرارة القصوى.

أكثر ما يثير الإعجاب حول هذه المواد الجديدة ليس قدرتها على توصيل الكهرباء في درجات الحرارة القصوى ، ولكن لا يبدو أن أدائها يتغير. عادةً ، يعتمد أداء الإلكترونيات على درجة الحرارة - فكر في مدى سرعة عمل الكمبيوتر المحمول في مكتبك المناخي الذي يسيطر عليه المناخ مقابل صحراء أريزونا. يظل أداء هذا المزيج البوليمر الجديد مستقرًا عبر نطاق واسع من درجات الحرارة.

قد تكون الإلكترونيات ذات درجة الحرارة الشديدة مفيدة للعلماء في أنتاركتيكا أو للمسافرين الذين يتجولون في الصحراء ، لكنهم أيضا مهمون لعمل السيارات والطائرات في كل مكان. في السيارة المتحركة ، يكون العادم ساخناً لدرجة أن أجهزة الاستشعار لا يمكن أن تكون قريبة جداً ويجب مراقبة استهلاك الوقود عن بعد. إذا كان من الممكن توصيل المستشعرات مباشرة بالعادم ، فسيحصل المشغلون على قراءة أكثر دقة. هذا مهم بشكل خاص للطائرات ، التي لديها مئات الآلاف من أجهزة الاستشعار.

وقال بريت سافوا استاذ الهندسة الكيميائية في جامعة بوردو "هناك الكثير من التطبيقات محدودة بسبب حقيقة أن هذه المواد البلاستيكية ستتحلل عند درجات الحرارة المرتفعة وقد يكون ذلك وسيلة لتغيير ذلك." "تحتاج كل من الخلايا الشمسية والترانزستورات وأجهزة الاستشعار إلى تحمل التغيرات الكبيرة في درجات الحرارة في العديد من التطبيقات ، لذا فإن التعامل مع مشكلات الثبات عند درجات الحرارة المرتفعة يعد أمرًا حاسمًا في الإلكترونيات المعتمدة على البوليمر".

سيقوم الباحثون بإجراء المزيد من التجارب لمعرفة ما هي حدود درجات الحرارة الحقيقية (العالية والمنخفضة) لموادهم الجديدة. وقال مي إن جعل الإلكترونيات العضوية تعمل في البرد القارس أكثر صعوبة من جعلها تعمل في حرارة شديدة.