Hampir semua elektronik dalam kehidupan kita-komputer, stereos, toksik-mengandungi papan litar bercetak di mana komponen yang berbeza dipateri. Pematerian ini sering dilakukan dengan tangan, prosedur sangat halus dengan sedikit ruang untuk kesilapan.
Tetapi sekarang, pematerian ini mungkin menjadi perkara masa lampau. Satu pasukan penyelidik di Universiti Northeastern Boston telah menghasilkan cara untuk "melekatkan" logam kepada logam pada suhu bilik, tidak diperlukan haba.
Hanchen Huang, seorang profesor dan ketua kejuruteraan mekanikal dan industri Northeastern, dan dua daripada pelajar PhD beliau datang dengan proses yang mereka panggil MesoGlue. Penyelidikan pasukan itu diterbitkan bulan ini dalam jurnal Bahan dan Proses Advanced .
Proses ini berfungsi dengan mengambil kesempatan daripada logam logam nanorods-kecil hanya 10 atau 20 nanometer lebar, disalut dengan iridium di satu pihak dan gallium di sisi yang lain. Batang rod diatur dalam garis pada substrat atas dan bawah, seperti gigi pada poket zip. Apabila gigi terganggu, sentuhan iridium dan galium menjadi cecair. Kemudian, teras nanorod metalik memalingkan cecair tersebut menjadi pepejal, mewujudkan ikatan yang kukuh. Seluruh proses mengambil masa kurang dari satu minit.
"Ia berlaku pada suhu bilik, cukup dengan hanya tekanan fingertip anda, " kata Huang.
Tidak seperti gam polimer biasa, gam logam tetap kuat pada suhu tinggi dan di bawah tekanan tinggi. Ia juga merupakan pengalir haba dan elektrik yang sangat baik, dan menahan kebocoran udara dan gas.
Bagaimana kerja MesoGlue (Universiti Northeastern) MesoGlue boleh digunakan untuk melampirkan komponen ke papan litar tanpa penyolderan. Ini menghilangkan risiko proses pematerian merosakkan elemen lain di papan litar, masalah lama dalam penciptaan papan litar. MesoGlue juga boleh berguna dalam sink haba, komponen yang menyimpan elektronik daripada terlalu panas. Biasanya haba sink menggunakan apa yang dikenali sebagai "gris haba" atau "tampal haba, " pelekat konduktif yang digunakan untuk mengisi jurang antara sink haba dan sumber haba. Ini penting kerana ia menjauhkan udara yang bertindak sebagai penebat dan mengurangkan prestasi sinki haba. MesoGlue boleh menggantikan gris haba tradisional, kerana ia mempunyai kekonduksian terma yang lebih tinggi dan tidak terdedah kepada pengeringan. Akhirnya, peningkatan kecekapan pelesapan haba dapat memanjangkan umur produk elektronik. MesoGlue juga boleh digunakan untuk memasang kelengkapan paip di tempat-tempat di mana kimpalan tidak mungkin-bawah air, katakan, atau di luar angkasa. Oleh kerana tiada haba, elektrik atau gas terlibat dalam membuat ikatan, tidak ada risiko ledakan atau reaksi berbahaya yang lain.
Huang dan pasukannya telah bekerja pada teknologi nanorod selama sedozen tahun. Huang menjanjikan banyak kejayaannya terhadap sokongan berterusan Jabatan Tenaga Sains Tenaga Asas (BES) Jabatan Tenaga, yang memberikan pembiayaan jangka panjang makmalnya.
"Di negara ini kita hanya mempunyai sedikit agensi yang menyokong sains dan penyelidikan asas jangka panjang, " katanya. "[BES] adalah agensi yang benar-benar membuat pelaburan jangka panjang, dan itu benar-benar dapat memberi dampak."
Huang dan pelajarnya telah menerima paten sementara untuk proses MesoGlue, dan telah melancarkan sebuah syarikat untuk menjual produk tersebut. Mereka kini sedang berbincang dengan pelbagai industri tentang penggunaan yang mungkin. Huang melihat MesoGlue digunakan dalam aplikasi kedua-dua hari dan luar biasa. Walaupun gam mungkin terlalu mahal untuk kegunaan rumah tangga biasa (tidak ada seni makaroni gallium-iridium-terpaku untuk peti sejuk anda, maaf), gam itu dapat dengan mudah menggantikan penyolder dalam rumah-rumah elektronik biasa-komputer, komputer, televisyen-katanya. Ia juga boleh digunakan dalam teknologi ketenteraan dan aeroangkasa, di mana elektronik perlu dipertahankan di bawah kuasa yang melampau.
"Teknologi itu sudah siap, tetapi ia perlu disepadukan dalam proses [pelbagai aplikasi], " kata Huang. Dan itu, tambahnya, boleh mengambil sebulan, mungkin setahun. "Saya tidak tahu, " katanya.
