Värmetålig elektronik spar vikt
Ett elektromekaniskt relä i nanometerskala kan bidra till att banta vikten i elflygplan eller elektriska bilar. Forskare från bland annat KTH har utvecklat reläet för att kunna skapa elektronik som tål höga temperaturer runt 200 grader Celsius utan att fungera sämre.
Vad händer när elektriska kretsar bestående av transistorer används där det är varmt? De blir mindre effektiva och hettas upp ytterligare. Och blir därmed än mer ineffektiva.
För att hålla temperaturen nere och kunna använda elektroniken placeras den på kylelement som avleder värme, vilket bidrar till en oönskad viktökning. Det är den vikten som nu kan försvinna i och med forskarnas elektromekaniska relä.
Bland användningsområdena återfinns minneskretsar och processorer i elektrifierade bilar och flygplan, fordon och farkoster som har mycket att vinna på en lägre vikt.
Skalar upp tekniken
– Vi håller på att ta nästa steg i utvecklingen mot att kunna använda reläerna i elektriska fordon. Vi jobbar nämligen med att skala upp tekniken från några få reläer till 1 000 eller 10 000 som är integrerade med varandra, säger Simon Bleiker, forskare på avdelningen Mikro- och nanosystem vid KTH.
Då det elektromekaniska reläet befinner sig på ett prototypstadium är det för tidigt att besvara frågan hur stor viktreduceringen blir med tekniken. Lägre vikt är enligt Simon Bleiker dock bara en av flera fördelar.
– Värmetåligheten medger också att tekniken kan användas i tuffa miljöer där vanliga, elektriska transistorbaserade kretsar fungerar dåligt eller inte alls, som i rymden och inuti jetmotorer.
Hur snabbt är ert elektromekaniska relä? Reläer har ju traditionellt sett varit långsammare än transistorer.
– Det elektromekaniska reläet är tio gånger långsammare än transistorer, men det kräver också bara en tiondel av energin för att fungera. Vi har dock testat att kombinera reläer och transistorer och kunnat visa att denna konfiguration ger dubbel hastighet och en halverad energikonsumtion i jämförelse med teknik som endast använder transistorer.
Fotntot:
Arbetet har utförts av forskare från KTH, University of Bristol och University of Southampton.
Vetenskaplig artikel:
Nanoelectromechanical relay without pull-in instability for high-temperature non-volatile memory
Kontakt:
Simon Bleiker, forskare i mikro- och nanosystem, KTH, bleiker@kth.se
Text: Peter Ardell
