Но поднимите руку те из вас, кто точно знает, почему это происходит. Частицы пыли, заряженные статэлектричеством, казалось бы, должны отталкиваться, никогда не образуя крупных скоплений. По одиночке же они не могут быть опасны в силу низких потенциалов и минимальной вероятности разряда. Но в жизни всё иначе: пылинки слипаются в стабильные долгоживущие комки. И когда плотность последних с накоплением пыли переваливает за определённый уровень, пыль из диэлектрика превращается хоть и в плохой, но проводник. После этого накопленное электричество внезапно разряжается с очевидными грустными последствиями.
Лишь поняв, в чём заключается корневая опасность статического электричества для электронных приборов, можно было создать эффективный способ борьбы с этим явлением. (Иллюстрация Shuttershock.)
Бартош Гжибовский (Bartosz Grzybowski), физхимик из Северо-Западного университета в Эванстоне (США), кажется, сделал открытие, способное здорово снизить накал проблем, связанных со статическим электричеством.
Всё началось с того, что г-н Гжибовский и коллеги просто попытались понять, почему статическое электричество так себя ведёт. Когда заряженные частицы в их эксперименте оседали на пластиковой поверхности, радикалы — частицы, содержащие один или несколько неспаренных электронов на внешней электронной оболочке, — стабилизировали скопления пыли со статическим электричеством, поскольку их воздействие в конечном счёте оказывалось более сильным, чем отталкивание, порождаемое самим электрическим зарядом.
Как только учёные осознали, что именно радикалы являются причиной образования опасных комков заряженной пыли, тут же прояснился и путь борьбы с этим злом, ибо с радикалами, играющими существенную роль в процессах старения, борются довольно давно и активно. К примеру, при помощи антиоксидантов типа того же витамина Е, который реагирует со свободными электронами радикалов и тем самым полностью нейтрализует последние. Эврика?
Чтобы проверить, способны ли столь простые и дешёвые вещества помочь в защите микроэлектроники, учёные сначала хорошенько встряхивали группы пенополистирольных шариков, отлично накапливающих статическое электричество при соударениях, а затем выстреливали ими в транзисторы, покрытые тонким слоем... витамина.
К счастью, всё получилось: «статика» нисколько не повредила электронике, хотя измерения показали, что шарики пенополистирола имели немалый заряд. «Невероятно, что ответ оказался таким простым!» — восклицает Бартош Гжибовский. И его можно понять: борьба со статэлектричеством — занятие весьма дорогое. В мировом масштабе речь может идти о сотнях тысяч (или миллионах) недешёвых поломок в год. Ну а все прочие антистатические средства, разрабатывавшиеся без учёта (и понимания) процессов, идущих в разряженных частицах, были либо малоэффективны, либо слишком дороги, чтобы прийтись ко двору в весьма конкурентном мире производителей электроники, где на цену разве что не молятся.
Исследование позволяет надеяться на простое и элегантное решение в области «антистатики», которое сможет раз и навсегда покончить с дилеммой «статэлектричество против электроники». «И ведь это действительно очень большая проблема в электронной отрасли», — замечает Фред Роска из компании 3M. Для её решения сегодня в материнские платы либо интегрируют заряженные частицы, либо изолируют их элементы специальными недешёвыми покрытиями. Попытки же снять проблему увеличением проводимости полимеров ведут к увеличению вероятности коротких замыканий.
Разумеется, статическое электричество можно победить, скажем, задрав влажность до 85%. Но при этом, простите, начинают ржаветь контакты... (Иллюстрация B. Grzybowski et al.)
Г-н Гжибовский, который уже запатентовал своё открытие, надеется в ближайшее время начать его коммерциализацию. Учитывая простоту решения, скорее всего, уже через несколько лет мы забудем об угрозе электроники со стороны статического электричества — и безо всякого роста цен.
Отчёт об исследовании опубликован в журнале Science.
Подготовлено по материалам Nature News.
Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.
