• אודות
  • כנסים ואירועים
  • צור קשר
  • הצטרפות לניוזלטר
  • TapeOut Magazine
  • ChipEx
  • סיליקון קלאב
  • Jobs
מבית
EN
Tech News, Magazine & Review WordPress Theme 2017
  • עיקר החדשות
    איור, וועדת פרס נובל

    פרס נובל לפיזיקה 2025: נקודות קוונטיות מניסוי זעיר על שבב לפיזיקה ומחשבים קוונטיים

    זכרונות NAND. אילוסטרציה: depositphotos.com

    מנכ"ל Phison: המחסור ב־NAND יימשך עשור ויוביל ל"סופר־סייקל" חדש

    משמאל לוק ואן דן הובה, יו"ר imec ופטריק ונדנאמי, מנכ"ל imec. צילום יחצ

    פטריק ונדנאמי ימונה למנכ"ל imec; לוק ואן דן הובה יכהן כיו"ר

    Raphe mPhibr ההודית מאיצה פיתוח כטב״מים בעזרת פלטפורמת Dassault Systèmes

    Raphe mPhibr ההודית מאיצה פיתוח כטב״מים בעזרת פלטפורמת Dassault Systèmes

    יבגני דיברוב, מנכ"ל ARMIS במפגש הסיליקון קלאב, ספטמבר 2025. צילום: שמואל אוסטר

    יבגני דיברוב: "התוקפים מכוונים לתשתיות הקריטיות – אנחנו כאן כדי לעצור אותם"

    יונדאי. אילוסטרציה: depositphotos.com

    יונדאי מוביס וחברות שבבים קוריאניות מקימות שרשרת ערך מקומית לשבבים לרכב

  • בישראל
    משתתפי הפאנל במפגש הסיליקון קלאב, 30 בספטמבר 2025. מימין: עופר סמדרי, בן וולקוב, הילה זינגר והמנחה שלמה גרדמן. צילום: שמואל אוסטר

    פנל סיליקון קלאב: בינה מלאכותית בסייבר: משבר או מהפכה?

    מיקי בודאי, מנכ"ל Transmit Security במפגש הסיליקון קלאב, 30 בספטמבר 2025. צילום: שמואל אוסטר

    מיקי בודאי,  Transmit Security : "אי אפשר לסמוך עוד על קול, וידאו או תעודות – הדיפ-פייק שבר את כללי המשחק

    מערכת הטעינה אלחוטית Genesis של CaPow. צילום: אדווה שלהבת ברזילי

    CaPow קיבלה אישור CE למערכת Genesis להעברת אנרגיה בתנועה

    חנות של וולמארט. אילוסטרציה: depositphotos.com

    וולמארט ו־Wiliot משיקות פריסת ענק של טכנולוגיית IoT פיזית בשרשרת האספקה

    שי און, מייסד שותף ונשיא חברת ההזנק AKEYLESS במפגש הסיליקון קלאב, ספטמבר 2025. צילום: שמואל אוסטר

    נשיא Akeyless בסיליקון קלאב: האתגר האמיתי הוא הגנה על זהויות לא אנושיות

    מטה סולראדג'. צילום יחצ

    סולאראדג' משיקה לראשונה יצוא עולמי של מוצרים סולאריים מתוצרת אמריקה

  • מדורים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית (AI/ML)
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫שבבים‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • תקשורת מהירה
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
  • מאמרים ומחקרים
  • צ'יפסים
  • Chiportal Index
    • Search By Category
    • Search By ABC
No Result
View All Result
Chiportal
  • עיקר החדשות
    איור, וועדת פרס נובל

    פרס נובל לפיזיקה 2025: נקודות קוונטיות מניסוי זעיר על שבב לפיזיקה ומחשבים קוונטיים

    זכרונות NAND. אילוסטרציה: depositphotos.com

    מנכ"ל Phison: המחסור ב־NAND יימשך עשור ויוביל ל"סופר־סייקל" חדש

    משמאל לוק ואן דן הובה, יו"ר imec ופטריק ונדנאמי, מנכ"ל imec. צילום יחצ

    פטריק ונדנאמי ימונה למנכ"ל imec; לוק ואן דן הובה יכהן כיו"ר

    Raphe mPhibr ההודית מאיצה פיתוח כטב״מים בעזרת פלטפורמת Dassault Systèmes

    Raphe mPhibr ההודית מאיצה פיתוח כטב״מים בעזרת פלטפורמת Dassault Systèmes

    יבגני דיברוב, מנכ"ל ARMIS במפגש הסיליקון קלאב, ספטמבר 2025. צילום: שמואל אוסטר

    יבגני דיברוב: "התוקפים מכוונים לתשתיות הקריטיות – אנחנו כאן כדי לעצור אותם"

    יונדאי. אילוסטרציה: depositphotos.com

    יונדאי מוביס וחברות שבבים קוריאניות מקימות שרשרת ערך מקומית לשבבים לרכב

  • בישראל
    משתתפי הפאנל במפגש הסיליקון קלאב, 30 בספטמבר 2025. מימין: עופר סמדרי, בן וולקוב, הילה זינגר והמנחה שלמה גרדמן. צילום: שמואל אוסטר

    פנל סיליקון קלאב: בינה מלאכותית בסייבר: משבר או מהפכה?

    מיקי בודאי, מנכ"ל Transmit Security במפגש הסיליקון קלאב, 30 בספטמבר 2025. צילום: שמואל אוסטר

    מיקי בודאי,  Transmit Security : "אי אפשר לסמוך עוד על קול, וידאו או תעודות – הדיפ-פייק שבר את כללי המשחק

    מערכת הטעינה אלחוטית Genesis של CaPow. צילום: אדווה שלהבת ברזילי

    CaPow קיבלה אישור CE למערכת Genesis להעברת אנרגיה בתנועה

    חנות של וולמארט. אילוסטרציה: depositphotos.com

    וולמארט ו־Wiliot משיקות פריסת ענק של טכנולוגיית IoT פיזית בשרשרת האספקה

    שי און, מייסד שותף ונשיא חברת ההזנק AKEYLESS במפגש הסיליקון קלאב, ספטמבר 2025. צילום: שמואל אוסטר

    נשיא Akeyless בסיליקון קלאב: האתגר האמיתי הוא הגנה על זהויות לא אנושיות

    מטה סולראדג'. צילום יחצ

    סולאראדג' משיקה לראשונה יצוא עולמי של מוצרים סולאריים מתוצרת אמריקה

  • מדורים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית (AI/ML)
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫שבבים‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • תקשורת מהירה
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
  • מאמרים ומחקרים
  • צ'יפסים
  • Chiportal Index
    • Search By Category
    • Search By ABC
No Result
View All Result
Chiportal
No Result
View All Result

בית מאמרים ומחקרים מאמרים טכניים רכיבי האלקטרוניקה המודפסים הראשונים בעולם שהינם ברי-מיחזור במלואם

רכיבי האלקטרוניקה המודפסים הראשונים בעולם שהינם ברי-מיחזור במלואם

by ד"ר משה נחמני
15 מאי 2023
in מאמרים טכניים
הדפסת אלקטרוניקה בתלת ממד. אילוסטרציה: depositphotos.com

אילוסטרציה: depositphotos.com

Share on FacebookShare on TwitterLinkedinWhastsapp

הדגמה חלוצית ראשונה מסוגה מצביעה על האפשרות של עתיד “ירוק” יותר עבור מגזר רכיבי האלקטרוניקה

[תרגום מאת ד”ר משה נחמני] 

מהנדסים מאוניברסיטת דיוק (Duke) הצליחו לייצר את רכיבי האלקטרוניקה המודפסים הראשונים אי-פעם בעולם שניתנים למיחזור מלא. הפתרון החדשני שלהם מחליף את השימוש בחומרים רעילים הנמצאים במים במסגרת תהליכי הייצור התעשייתיים, ובכך מפחיתים את ההשפעה על הסביבה ואת סיכוני הבריאות האפשריים הנובעים מהשימוש בחומרים מסוכנים אלו. הדגמה ראשונית זו פותחת צוהר לתעשייה שתוכל להפחית את המדרך (footprint) האקולוגי והבריאותי. המחקר פורסם זה מכבר בכתב העת המדעי Nano Letters. 

“אם אתה מכין כריך של חמאת בוטנים וריבה, פרוסת לחם אחת מעל השנייה, המשימה קלה”, אמר Aaron Franklin, פרופסור להנדסת אלקטרוניקה ומחשבים באוניברסיטת דיוק, החוקר הראשי של המחקר הנוכחי. “אך אם תשים שכבת ריבה תחילה על פרוסת הלחם ומעליה תנסה למרוח את חמאת הבוטנים, ממש לא תצליח – השכבות לא תישארנה אחת מעל השנייה אלא תתערבבנה ביניהן. הנחת שכבות אחת מעל גבי השנייה אינה כמו פשוט להניח אותן בפני עצמן – אולם זה מה שנדרש כאשר אתה מעוניין לייצר התקנים אלקטרוניים באמצעות הדפסה”.  

במחקר קודם של אותו מדען, צוות המחקר הדגים את רכיבי האלקטרוניקה המודפסים הראשונים בעולם שהיו ברי-מיחזור במלואם. בהתקנים הללו נעשה שימוש בשלושה סוגי דיו מבוססי פחמן: ננו-שפופרות פחמן מוליכות למחצה, שכבת גרפן מוליכת זרם חשמלי, ושכבת ננו-תאית מבודדת. בניסיון להתאים את השיטה הזו לשיטה שבה ייעשה שימוש במים בלבד, ננו-שפופרות הפחמן היוו את האתגר הגדול מכולם. מדפסת הזרקת דיו מניחה שכבות של דיו מבוסס פחמן אחת מעל גבי השנייה, זאת על מנת ליצור רכיבי אלקטרוניקה מסוג טרנזיסטורים שיכולים להיות ברי-מיחזור במלואם תוך שימוש במים, זאת במקום השימוש בחומרים רעילים.

סכימה המתארת את התהליך החדשני המבוסס על מים
סכימה המתארת את התהליך החדשני המבוסס על מים

על מנת ליצור דיו מבוסס מים שבו ננו-שפופרות הפחמן אינן נדבקות אחת לשנייה ואכן מתפרסות באופן אחיד מעל גבי המשטח, החוקרים מוסיפים חומר פעיל פנים (surfactant) הדומה לדטרגנט. הדיו המתקבל, לעומת זאת, אינו יוצר בסופו של דבר שכבת ננו-שפופרות פחמן דחוסה מספיק המאפשרת מעבר מהיר וכמותי של אלקטרונים. “אתה מעונין לקבל ננו-שפופרות פחמן שנראות כמו ספגטי “אל דנטה” המונחות על גבי משטח שטוח”, מסביר החוקר הראשי. “אולם, כאשר משתמשים בדיו מבוסס מים, השפופרות נראות כאילו הן הושלכו לעבר הקיר על מנת לבדוק אם הן התבשלו לגמרי. אם היינו משתמשים בכימיקלים, היינו יכולים פשוט להדפיס עוד ועוד שכבות עד לקבלת הננו-שפופרות. אולם, סביבה מימית אינה פועלת כך – אנו יכולים לחזור על הפעולה הזו מאה פעמים והדחיסות עדיין תישאר כמו בפעם הראשונה”. הסיבה לכך נעוצה בעובדה כי החומר פעיל הפנים שבו נעשה שימוש על מנת למנוע מננו-השפופרות להידבק אחת לשנייה גם מונע משכבות נוספות מלהידבק לשכבה הראשונה. במסגרת תהליך ייצור רגיל, ניתן להרחיק את החומרים פעילי הפנים תוך שימוש בטמפרטורה גבוהה מאוד, תהליך הצורך אנרגיה רבה, או תוך שימוש בחומרים רעילים מאוד, המציגים סיכונים בריאותיים לבני אדם או סיכון לסביבה. קבוצת המחקר רצתה להימנע מכך.  

במסגרת המאמר החדש, החוקרים פיתחו תהליך מחזורי שבו ההתקן מוטבל במים, מיובש בחום נמוך יחסית, ומודפס שוב, פעם אחר פעם, שכבה אחר שכבה. כאשר מפחיתים גם את כמות החומר פעיל הפנים המשמש בייצור הדיו, החוקרים הראו כי סוגי הדיו והתהליכים   שלהם מולידים טרנזיסטורים מבוססי מים, מתפקדים וברי-מיחזור במלואם. בהשוואה לנגד או לקבל, טרנזיסטור הוא רכיב מחשוב מורכב יחסית המשמש בהתקנים כגון מעגלים לוגיים וגלאים. החוקר מסביר כי, על ידי הדגמת טרנזיסטור כהדגמה ראשונה, הוא מקווה לאותת לשאר העוסקים בתחום זה כי קיים מסלול בר-קיימא לפיתוח תהליכי ייצור של רכיבי אלקטרוניקה שהם הרבה יותר ידידותיים לסביבה.

החוקר כבר הוכיח בעבר כי קרוב למאה אחוזים מננו-שפופרות הפחמן והגרפן ששימשו במדפסות ניתנים למיחזור ולשימוש חוזר באותו התהליך, תוך אובדן קטן של החומרים או של רמת הביצועים. מאחר וננו-תאית עשויה מעץ, ניתן למחזר אותה או לפרק אותה ביולוגית בדומה לנייר. ובעוד שהתהליך אינו מנצל כמויות גדולות של מים, אין בתהליך החדשני דרישות גבוהות לשימוש בחומרים רעילים כפי שקיים בשיטות ייצור רגילות.

לפי אומדנים של האומות המאוחדות, פחות מרבע ממיליוני הקילוגרמים של רכיבי אלקטרוניקה המושלכים לזבל מדי שנה מגיעים למיחזור. והבעיה הזו רק הולכת ומחמירה ככל שהאנושות מתקדמת לעבר שימוש בהתקנים מדור שישי וככל שהתחום של מִרְשֶׁתֶת הַדְּבָרִים (IoT) ממשיך ומתרחב.

הגם שנדרש מחקר נוסף, החוקרים טוענים כי הגישה שלהם תוכל לשמש בייצור של רכיבי אלקטרוניקה אחרים כגון מסכים וצגים הנמצאים בכל בית כיום.

תקציר המאמר

הידיעה אודות המחקר

תגיות הדפסה בתלת ממד
ד"ר משה נחמני

ד"ר משה נחמני

נוספים מאמרים

AI PC- המחשב האישי שמלמד שחמט. איור: אינטל
בינה מלאכותית (AI/ML)

ה-AI למד לדבר שחמט

אדם שמוס. צילום: גילי יעקב
בינה מלאכותית (AI/ML)

הקאמבק הגדול של השיחה הטלפונית

כיתוב תמונה: חוקרים מ-TUM, מפרינסטון ומוצרי Google Quantum AI השתמשו במחשב קוונטי כדי לדמות את האינטראקציות המורכבות שמתוארות בתיאוריות כיול – המסגרות המתמטיות מאחורי הכוחות היסודיים של הטבע. המחשב הקוונטי של גוגל. קרדיט: יחצ
מיחשוב קוונטי

מהם חוקי היקום? המחשב הקוונטי של גוגל מגלה

פולסי לייזר מחוללים שינויים אלקטרוניים בסולם קופראט, ויוצרים מצבים קוונטיים ממושכים שנמשכים בערך פי אלף מהרגיל. קרדיט: בראד בקסלי / Part to Whole
מיחשוב קוונטי

הקפאת זמן קוונטית: לייזרים מקבעים מצבים קוונטיים פי אלף יותר זמן

הפוסט הבא
ראש הממשלה לשעבר נפתלי בנט, חבר דירקטוריון קוונטום סורס. צילום: לע"מ

ראש הממשלה לשעבר בנט חוזר להייטק: מצטרף לדירקטוריון חברת קוונטום סורס

כתיבת תגובה לבטל

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

  • הידיעות הנקראות ביותר
  • מאמרים פופולאריים

הידיעות הנקראות ביותר

  • יבגני דיברוב: "התוקפים מכוונים לתשתיות הקריטיות…
  • מנכ"ל Phison: המחסור ב־NAND יימשך עשור ויוביל…
  • יונדאי מוביס וחברות שבבים קוריאניות מקימות שרשרת ערך…
  • וולמארט ו־Wiliot משיקות פריסת ענק של טכנולוגיית IoT…
  • Raphe mPhibr ההודית מאיצה פיתוח כטב״מים בעזרת…

מאמרים פופולאריים

  • הקאמבק הגדול של השיחה הטלפונית
  • עסקת אינטל טראמפ – האם מדובר בהימור אסטרטגי או בצעד נואש
  • מי ששולט בשבבים – שולט בעולם: המלחמה הקרה על הסיליקון
  • הקפאת זמן קוונטית: לייזרים מקבעים מצבים קוונטיים פי…
  • קרן לייזר אחת מגנה על אטומים מפני אובדן מידע

השותפים שלנו

לוגו TSMC
לוגו TSMC

לחצו למשרות פנויות בהייטק

כנסים ואירועים

כנסים ואירועים

כנס ChipEx2025 יערך ב-13-14 במאי, 2025. הכנס מיועד לכל העוסקים בתעשיית הסמיקונדקטור  כולל מהנדסים, מומחים מקצועיים ובכירים.

לחץ לפרטים

הרשמה לניוזלטר של ChiPortal

הצטרפו לרשימת הדיוור שלנו


    • פרסם אצלנו
    • עיקר החדשות
    • הצטרפות לניוזלטר
    • בישראל
    • צור קשר
    • צ'יפסים
    • Chiportal Index
    • TapeOut Magazine
    • אודות
    • מאמרים ומחקרים
    • תנאי שימוש
    • כנסים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫שבבים‬
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬

    השותפים שלנו

    כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

    דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

    No Result
    View All Result
    • עיקר החדשות
    • בישראל
    • מדורים
      • אוטומוטיב
      • בינה מלאכותית (AI/ML)
      • בטחון, תעופה וחלל
      • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
      • ‫יצור (‪(FABs‬‬
      • ‫צב"ד‬
      • ‫שבבים‬
      • ‫רכיבים‬ (IoT)
      • ‫תוכנות משובצות‬
      • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
      • ‫‪FPGA‬‬
      • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
      • תקשורת מהירה
    • מאמרים ומחקרים
    • צ'יפסים
    • כנסים
    • Chiportal Index
      • אינדקס חברות – קטגוריות
      • אינדקס חברות A-Z
    • אודות
    • הצטרפות לניוזלטר
    • TapeOut Magazine
    • צור קשר
    • ChipEx
    • סיליקון קלאב

    כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

    דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

    דילוג לתוכן
    פתח סרגל נגישות כלי נגישות

    כלי נגישות

    • הגדל טקסטהגדל טקסט
    • הקטן טקסטהקטן טקסט
    • גווני אפורגווני אפור
    • ניגודיות גבוההניגודיות גבוהה
    • ניגודיות הפוכהניגודיות הפוכה
    • רקע בהיררקע בהיר
    • הדגשת קישוריםהדגשת קישורים
    • פונט קריאפונט קריא
    • איפוס איפוס