İnkİŞaf Etmiş Silikon Materialları Tərəfindən Aktivləşdirilmiş Elastik və Uzanabilən Elektronika

Elastik Dövrlərdə Maye Silikon Kauçuk (LSR) Rolu

Maye silikon kauçuk və ya LSR elastik dövrlərdə indi geniş istifadə olunur, çünki o, həqiqətən yaxşı uzanır (təxminən 500% deformasiya bərpası) və temperatur -50 dərəcə Selsdidən 200 dərəcəyə qədər dəyişsə belə, sabit qalır. Bu materialı xüsusi edən şey, onun nə qədər axıcı olmasıdır və bu da istehsalçıların qatlanan displeylərdəki konektorlar və müasir smartfonlarda gördüyümüz elastik hissələr kimi kiçik dövr formalarına kökləməsinə imkan verir. Keçən il Advanced Materials Engineering jurnalında dərc edilmiş sonuncu məqalə maraqlı bir şey göstərdi. LSR ilə hazırlanmış bu dövrlərin elektrik müqaviməti 100 mindən çox dəfə büküldükdən sonra yalnız 5%-dən az dəyişdi. Belə performans digər mövcud materiallara nisbətən daha uzun ömürlü olması və tez arızalanmaması deməkdir.

Silikona Daxil Edilmiş Elastik Keçidlərdə İradələşmə

İndi artıq gümüş qırıntı ilə doplanmış silikon kimi yeni hibrid keçirici materiallar təxminən 3500 S/sm keçiriciliyə çata bilir və pozulmadan əvvəl uzunluqlarını üç dəfə artırırlar. Bu xüsusi keçirici yollar idmanla məşğul olan şəxslərin əzələ hərəkətlərini izləyən yapışqan dəri sensorlarının mümkünlüyünü yaradır və bunu intensiv hərəkət zamanı belə güclü siqnalları saxlayaraq edir. Ən son lazer çöküntüsü üsulları tədqiqatçıların silikon əsaslarda yalnız 15 mikrometr enində keçirici xətlər yaratmasına imkan verir. Bu, 2021-ci ildə mümkün olandan təxminən 60 faiz kiçik xüsusiyyətlər deməkdir. Belə kiçik xüsusiyyətlər bu sensorların səthlərə inteqrasiyasında daha yaxşı ayırma qabiliyyəti üçün qapını açır.

Tədqiqat nümunəsi: Sağlamlıq Monitorinqi üçün Silikon Əsaslı Dəriyə Bənzər Sensorlar

Son bir araşdırma uzun müddət ərzində tənəffüs problemləri yaşayan 200 nəfər üzərində aparılmış və qalınlığı yalnız 0,8 mm olan bu super nazik silikon sensorlar haqqında maraqlı bir şey ortaya çıxarmışdır. Bu sensorlar həqiqətən gündəlik nəfəs nümunələrini izləmək üçün olduqca yaxşıdır və təəccüblü dərəcədə yüksək – 98,3% dəqiqlik nisbətinə çatmışdır. Bu göstərici köhnə sərt elektrodların əldə etdiyi təxminən 75%-ə nisbətən xeyli yaxşıdır. Keçən ilin geyilə bilən sağlamlıq texnologiyaları ilə bağlı böyük hesabatına görə, bu yeni sensorların yaxşı işləməsinin səbəbi materialdan qazların keçməsinə imkan verən xüsusiyyətidir. Bu xüsusiyyət sensorlar yeddi gün ərzində ardıcıl şəkildə taxıldığında dəridə baş verə biləcək problemlərin qarşısını alır. Klinikaya həmişə gedə bilməyən və davamlı tibbi nəzarət tələb edən xəstələr üçün həkimlərin bu texnologiyanı sevməsinin səbəbi anlaşıla bilər.

Geyilən Elektronikada Özünü-Tamirləyən Silikon Kompozitlərə Meyillilik

Dinamik dissulfid rabitələri sayəsində özünü bərpa edə bilən silikonlar həqiqətən də möhtəşəm maddələrdir. Onlar normal otaq temperaturunda təxminən 40 dəqiqə ərzində 2 mm-lik kəsilmələri tamamilə öz-özünə bərpa edir və bu da onları ağıllı saatların qayışları və AR/VR şapka cihazlarının hissələri kimi məhsullar üçün son dərəcə faydalı edir. Rəqəmlər da maraqlı bir hekayə danışır. Bu özünü bərpa edən materialdan istifadə edən şirkətlər əvvəlki adi silikonlardan istifadə etdiyindən təxminən yarısı qədər zəmanət problemləri yaşayırlar. Bu, xüsusilə nə qədər tez-tez texnoloji cihazlardan istifadə olunduğunu nəzərə alsaq, məhsulun ömrü və uzun müddətli biznes xərcləri baxımından böyük fərq yaradır.

Mexaniki Deformasiya Zamanı Elektrik Keçiriciliyinin Saxlanması Çətinlikləri

Ən elastik silikon materialları hətta tədricən yeni formullar mövcud olsa belə, təxminən 250% uzanmadan sonra hələ də 20%-dən çox keçiriciliyini itirir. Tədqiqatçılar keçən il Nature Electronics jurnalında daxili keçirici hissəciklərdə yaranan mikro çatların bu keçiricilik problemlərinin əsas səbəbi olduğunu qeyd edən maraqlı bir iş dərc etdilər. Təbiətdə gördüyümüz fraktal naxışlardan istifadə edərək materialın səthində gərginliyi daha yaxşı paylayan izlər dizayn etməklə bəzi olduqca maraqlı yeni yanaşmalar da meydana çıxır. Bu dizaynlar gərginlik konsentrasiyası nöqtələrini təxminən 70% azalda bilir. Problem isə bu naxışların nə qədər mürəkkəb olması səbəbilə sənaye miqyasında istehsalın çətin olmasından ibarətdir. Bir çox şirkət laboratoriya nümunələrindən həqiqi istehsala keçməyə çalışarkən bu problem ilə hal-hazırda mübarizə aparır.

Funksional Silikon Materialları ilə Termal İdarəetmədə İrəliləyişlər

Güc Elektronikası üçün Yüksək Termal Keçiricilikli Silikon Yağı (3 Vt/m·K)

Güc elektronikası bu gün kub santimetrə 300 vattın yuxarısına çata biləcək qədər yüksək istilik səviyyələri ilə məşğuldur və bu da bu istiliyi idarə etmək üçün həqiqətən yaxşı istilik interfeys materiallarına ehtiyac duyulduğu anlamına gəlir. Bor nitrid və alümina dolğuları ilə hazırlanmış daha yaxşı formulalar sayəsində bazarın ən son silikon yağları təxminən və ya 3 Vt/mK-dən yuxarı istilik keçiricilik göstəricilərinə çatmaqdadır. Bu yeni materiallar keçmişdə istifadə olunan sink oksid birləşmələrinə nisbətən istiliyi təxminən dörd dəfə yaxşı köçürür. Üst səviyyə tədqiqatçıların laboratoriyaları bu yağları test etmiş və onların IGBT modullarında isti nöqtə temperaturlarını 18-dən belə 22 dərəcə Selsiyə qədər azaltdığını müəyyən etmişdir. Belə bir təkmilləşmə komponentlərin güc tsiklləşməsi müddətinin təxminən otuz faiz artırılması deməkdir.

5G Bazasının İstilik Yayılması Sistemlərində Silikon Boşluq Doldurucular

5G texnologiyasında istifadə olunan millimetr dalğa massivləri bəzən kvadrat santimetrə 150 vatt qədər olan olduqca intensiv istilik yaradır. Bu o deməkdir ki, səthdəki 50 mikrometrdən az məsafədə yerləşən kiçik çıxıntılarla uyğunlaşa biləcək xüsusi boşluq dolduruculara ehtiyacımız var. Bu fazalı dəyişən silikon kompozitlər temperaturunuzun mənfi 40 dərəcə Selsidən müsbət 125 dərəcəyə qədər geniş diapazonda dəyişdiyi hallarda belə kvadrat düymə 15 funtdan çox təzyiq saxlaya bildiyi üçün çox yaxşı işləyir. Onlar böyük MIMO anten sistemlərində tez-tez rast gəlinən bu cür uyğunlaşma problemlərini həll edir. Şəhər şəraitində aparılan sahə testlərinin nəticələrinə baxdıqda maraqlı bir şey də görünür. Bu materiallardan istifadə edildikdə, komponent birləşmələrindən ətraf havasına olan istilik müqaviməti adi qrafit lövhələrlə müqayisədə təxminən dörddə bir qədər azalır. Bu isə sistemlərin təmir və ya əvəzetmə detalları tələb etmədən işləmə müddətinə böyük təsir göstərir.

Mübahisə Analizi: Silikon və Qrafin Əsaslı İstilik İnterfeys Materialları

Qrafenin artırılmış TIM materialları nəzəri olaraq 1500 Vt/mK-ə qədər istilik keçiriciliyi təklif edir, lakin praktiki tətbiqlər 80% nisbi rütubətdən yuxarı yaş şəraitə məruz qaldıqda interfeys kontakt müqaviməti və oksidləşmə problemləri ilə üzləşir. Keçən il Advanced Materials jurnalında dərc edilmiş tədqiqat göstərdi ki, silikon kompozit materiallar nəm və dondurma testlərinin 5000 siklindən sonra hətta orijinal istilik səmərəliliyinin təxminən 92%-ni saxlayır. Qrafen variantlarına baxdığımızda, eyni şəraitdə yalnız təxminən 67% effektivliyi saxlayır, bu da çox təsir bağışlayıcıdır. Həmçinin bu materialların (600 voltdan yuxarı CTI reytinqləri ilə) təbii elektrik izolyasiya xüsusiyyətlərini nəzərə aldıqda, ən yüksək keçiricilik rəqəmlərini kağız üzərində əldə etməsə də, bir çox mühəndisin kritik elektron sistemlər üçün silikonu üstün tutmasının səbəbi aydın olur.

Nəsil Ekran və İdarəetmə Texnologiyalarında Optik Sinf Silikon

Mini LED Paketləmə üçün Yüksək İşıq Keçiriciliyinə Malik Silikon

Təxminən 92% görünən işıq keçiriciliyinə malik optik şəffaflıq üçün qiymətləndirilən silikonlar bu günlərdə mini LED paketləmədə olmazsa olmaz komponentə çevrilib. Bu materiallar istehsalçıların yalnız daha nazik, həm də ekrana bərabər şəkildə paylanan çox yaxşı parlaqlıq təmin edən displeylər yaratmasına imkan verir. Bu materialları fərqləndirən şey, işləmə zamanı temperatur yüksəldikdə struktur möhkəmliyindən imtina etmədən işıq səpilməsi problemlərini azalda bilmə qabiliyyətidir. 2023-cü il Mini LED Paketləmə Tədqiqatının sonuncu tədqiqatına görə, UV-ya davamlı növlər də minimal rəng degradasiyası göstərir və sürətləndirilmiş yaşlanma testləri altında 1000 saat keçdikdən sonra belə 2%-dən az saralmaya səbəb olur. Bu performans onları avtomobil əyləncə sistemlərində və ya insanların bütün gün boyu qatlayıb açdıqları gözəl qatlanar telefonlarda olduğu kimi günəş işığına məruz qalma hallarında ideal seçim halına gətirir.

Optik Silikonlarda Tənzimlənən Göstərici Ekran Səmərəliliyini Artırır

1.41-dən 1.53-ə qədər dəyişən tənzimlənən şüanın sınması indeksinə malik silikonlar materialların birləşdiyi yerlərdə meydana gələn və yaşıldıqca narahat edici Fresnel əks etdirmələrini azaltmağa kömək edir. Nəticə? İstehsalçılar bu günki bazar mövcud adi kapsullayıcılarla müqayisədə mikro LED massivlərindən çıxarılan işığın miqdarında təxminən 18% artım müşahidə edir. Bu yarımkeçirici təbəqələrin şüanın sınması indeksi istifadə olunan optik silikonla uyğunlaşdıqda, şirkətlər məhsullarını istilik cəhətdən sabit və tətbiqdə kifayət qədər elastik saxlayarkən daha yaxşı işıq çıxışı əldə edirlər.

Sənaye Paradoksu: Şəffaf Silikonlarda Şəffaflıq və Davamlılığın Tarazlanması

Laboratoriya sinifli silikonlar 94% işıq keçiriciliyinə əldə etməyi bacarsa da, ticarət versiyaları tez-tez möhkəmlik üçün şəffaflıqdan imtina edirlər — xətdən qoruyan doldurucular adətən şəffaflığı 6–8% azaldır. Yeni nanoölçülü səth emalı texnologiyaları indi aşınmaya davamlılığı üç dəfə artırarkən 90%-dən çox keçiriciliyi saxlayır və bu, AR/VR linzaları və təbii amillərin təsirinə məruz qalan xarici rəqəmsal nişanlar üçün vacib inkişafdır.

Ağıllı İnteqrasiya və Silikon Elektronik Aksesuarlarda İOT Uyğunluğu

Silikonun elastikliyi müxtəlif iş prinsili olan hissələri əyilən strukturlara birbaşa daxil etməyə imkan verir. Bu materiallara yerləşdirilmiş temperatur sensorları, əyilmənin elli dəfə təkrarlanmasından sonra belə, hətta yarım dərəcə Selsi dəqiqliyini saxlayır. Eyni zamanda, hərəkət aşkarlamadan istifadə edən ilk nəsil idman izləyicilərinin tanıma dəqiqliyi demək olar ki, mükəmməl olan 98% səviyyəsinə çatmışdır. Bu performans sabit olmayan, davamlı hərəkət edən şərtlərdə də yaxşı nəticə verir. Tətbiq sahəsi üçün bu sadə mənaya gəlir: indi mexaniki cihazların normal istifadə şəraitində nasazlıq verəcəyi qorxusu olmadan, elastik IoT sensor qurğularından keyfiyyətli məlumat toplaya bilərik.

Silikonla örtülmə sayəsində simsiz şarj olma uyğunluğu artırılıb və son prototiplər 3 mm qalınlığında korpuslar vasitəsilə 84% səmərəyə çatıb. 2023-cü ilin Simsiz Güc Konsorsiumunun məlumatına görə, 15 Vt tez şarj rejimində istilik 40°C-dən aşağı saxlanılır. Bu istilik sabitliyi silikonu tez-tez sterilizasiya tələb edən ağıllı saat bantları və tibbi geyilən cihazlar üçün ideal edir.

Bazar aydınca ağıllı silikon geyinilən məhsullar istiqamətində irəliləyir, insanların sağlamlıqlarına daha çox maraq göstərməsi ilə hər il təxminən 25% artım qeyd edilir. MarketsandMarkets-in 2024-cü il üzrə son tapıntılarına görə, istifadəçilərin demək olar ki, üçdə ikisi idman cihazlarının daimi olaraq vital əlamətləri izləməsini istəyir. Sahənin aparıcı şirkətləri biouyğun SpO2 sensorları və dəri keçiriciliyi monitorları daxil edən cihazlar yaratmağa başlayıb. Bu məhsullar ISO 10993-5 tələblərinə uyğun olan və uzun müddət dəri ilə təmasda olarkən irritasiya və ya narahatlıq yaratmadan hazırlanmış tibbi sildə silikon materiallarından istifadə edir. İrəliləmiş texnologiya və dəriyə dost materialların bu birləşməsi geyinilən cihazlara gündəlik istifadə üçün həm effektiv, həm də rahat imkan verir.

Silikon Elektronik Aksesuarlarda Fərdiləşdirmə və İstehsalın İnkişafı

fərdi Uyğunlaşdırılmış Silikon Elektronik Aksesuarların 3D Çapı

Silikon elektronikanın dünyası yarı millimetrə qədər dəqiqliklə bədən formasında detallar yaradan əlavə istehsal texnikaları sayəsində ciddi dəyişikliklər yaşadı. İkili materiallı 3D çap vasitəsilə şirkətlər indi sərt kontur sahələrini xəstələrin dəriyə yaxın yerlərdə daşımaq istədikləri yumşaq toxunuş səthləri ilə birləşdirir. Bu, MRI maşınlarında işləyən və müdaxilə yaratmayan geyinilə bilən cihazlar hazırlamaq üçün xüsusilə faydalıdır. Sənayedəkilərin sözlərinə görə, keçmişdə köhnə formalı üsullardan yeni üsullara keçid prototip inkişaf müddətini təxminən 87 faiz azaltdı, bu fakt son illərin Xüsusi Silikon Tətbiqləri Hesabatında təsdiqləndi. Bundan əlavə, bu yeni məhsullar həkimlərin nəmli şəraitdə işləməli olduğu xəstahanalarda lazım olan IP67 suya davamlılıq standartlarını yenə də təmin edir.

LSR Kalıp Üzərində İstehlak Elektronikasında Kütləvi Şəxsiyyətləşdirmə Trendləri

AI ilə idarə olunan kalıplar və emal zamanı silikonun maye qalma dərəcəsinə real vaxtda tənzimləmə sayəsində LSR-injeksiya kalıbına son dövrdə edilən təkmilləşdirmələr yüksək dərəcədə fərdiləşdirilmiş məhsulların istehsalına imkan yaradır. Məsələn, böyük bir ağıllı saat brendi eyni partiyada yumşaqdan orta sərtliyə qədər (Shore A şkalasında təxminən 50-dən 80-ə qədər) müxtəlif sərtlərdə təxminən 150 fərqli rəng çıxara bilir. İstehlakçılar bu günlər avadanlıqlarının unikal görünməsini istəyirlər, buna görə də bu cür fərdiləşdirmə tam da istehlakçıların tələb etdiyi şeyə uyğundur. Bundan əlavə, istehsalçılar geyilə bilən avadanlıqlar üçün vacib olan UL94-V0 yanğın təhlükəsizlik standartlarını saxlamağa davam edirlər. Sənaye hesabatları bu metodun tullantı materiallarını təxminən üçdə bir qədər azaldığını göstərir. Yenə də bütün bu inkişaflara baxmayaraq, hər sikldə 60 saniyədən az müddətdə mürəkkəb hissələrin hazırlanması istehsalçılar üçün hələ də çətinlik təşkil edir.

Tez-tez verilən suallar

Nə üçün maye silikon kauçuk (LSR) elastik dövrlər üçün idealdır?

LSR, təxminən 500% uzanma möhkəmliyinə və -50°C-dən 200°C-ə qədər temperatur intervalında performansını saxlaya biləcəyi üçün termal sabitliyə malik olduğu üçün elastik dövrlər üçün idealdir.

Sağlamlıq monitorinqi üçün silikon əsaslı dəriyə bənzər sensorların üstünlükləri nələrdir?

Silikon əsaslı dəriyə bənzər sensorlar yüksək dəqiqlik (sərt elektrodlara nisbətən 98,3% qarşı 75%), nəfəsalma xüsusiyyəti və dəridə irritasiyanın azalması kimi üstünlüklər təqdim edir ki, bu da onları uzunmüddətli monitorinq üçün uyğunlaşdırır.

Silikon elektronikada istilik idarəetmə nə üçün vacibdir?

İstilik idarəetməsi, silikon elektronikanın tez-tez yüksək istiliyə məruz qalması səbəbindən çox vacibdir; inkişaf etmiş silikon yağları kimi effektiv istilik idarəetmə materialları cihazın ömrünü və performansını artırır.

Silikon elektronikada IoT uyğunluğuna necə təsir edir?

Silikonun elastikliyi, temperatur və hərəkət sensorları kimi komponentlərin IoT cihazlarında mexaniki nasazlıq riski olmadan etibarlı məlumat toplama imkanı yaratmaq üçün səlis şəkildə inteqrasiyasına imkan verir.

3D çap silikon elektronikanın istehsalını necə təsir etdi?

3D çap, yüksək dəqiqliklə fərdiləşdirilmiş, bədənə uyğun hissələrin yaradılmasına imkan verərək və prototip inkişaf müddətini təxminən 87% qədər azaldaraq silikon elektronikanın istehsalını inqilablaşdırmışdır.