Revisión del Seminario de TIC 2023: Energía, Térmica y Tecnología de Asistencia

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Ampliamente considerado como el centro tradicional de Inglaterra, Meriden fue un lugar popular para una reunión de la comunidad de circuitos impresos del Reino Unido este mes. Desafiaron el pronóstico de fuertes nevadas para la reunión general anual del Instituto de Tecnología de Circuitos para conocer los desarrollos y desafíos actuales en un seminario técnico que invita a la reflexión y para establecer contactos con colegas de la industria y contemporáneos. Afortunadamente, la fuerte nevada pronosticada no llegó a Meriden hasta después del evento; solo tuvimos algunas ráfagas, aunque el clima causó considerables trastornos en otras partes del país.

Después de que la presidenta de ICT, Emma Hudson, gestionara y dirigiera de manera eficiente los asuntos formales de la reunión general anual, lo más destacado de la sesión vespertina fue la concesión de la Beca Honoraria a Rex Rozario OBE. Se le atribuye ser parte del equipo que desarrolló la primera placa de circuito en Inglaterra en la década de 1950.

El estado de la energía El director técnico Bill Wilkie presentó y moderó el programa del seminario. Alun Morgan, presidente de EIPC, fue el primer orador y aportó sus puntos de vista sobre la energía, tanto en general como en la situación del mundo real.

La creciente disponibilidad de energía ha transformado el curso de la humanidad, dijo, y la cantidad consumida y producida inevitablemente ha seguido aumentando. Los combustibles fósiles se han complementado con nuevas fuentes de energía: hidroeléctrica, nuclear y, más recientemente, con tecnologías renovables. Aunque la descarbonización avanza lentamente, es esencial que los combustibles fósiles sean desplazados en la combinación energética a un ritmo mucho más rápido.

Sus gráficos de consumo global de energía y producción de energía por tipo de combustible ilustran la amplia brecha que existe entre:

El desafío consiste en determinar cómo cerrar esa brecha si se descontinúa progresivamente el uso de petróleo, carbón y gas. Ni la energía solar ni la hidroeléctrica por sí solas serán suficientes, y Morgan destacó el ejemplo de la energía nuclear adoptado por Francia, donde se ha calculado que se ha evitado la liberación de más de 30 000 millones de toneladas de emisiones de CO2 y la principal fuente restante de contaminación del aire. son los vehículos de motor. El área de interés actual se encuentra en unidades pequeñas y más simples para generar electricidad y procesar calor a partir de la energía nuclear, impulsada por la necesidad de reducir los costos de capital y evitar grandes sistemas de red. Morgan comentó que numerosas tecnologías están involucradas; mencionó el desarrollo de reactores nucleares de Generación 4 basados ​​en Uranio 238, de los cuales existe una abundante oferta, y que se espera estén en servicio comercial alrededor de 2030.

Morgan luego se centró en la industria de PCB, revisando las tendencias mundiales y concluyendo con la posición de Europa. Mientras que la producción mundial de PCB creció de 33 100 millones de dólares en 2000 a 60 800 millones de dólares en 2019, la participación de Europa se redujo de 5 400 millones de dólares a 1 900 millones de dólares durante el mismo período. Pero aunque el número de fabricantes se ha reducido de 550 a 173, los ingresos se han mantenido relativamente estables desde 2010. La industria europea de PCB está perdiendo terreno debido a que las materias primas y los equipos son cada vez más difíciles de obtener en Europa, el capital de inversión reducido en comparación con otras regiones, y reducción de la disponibilidad de recursos técnicos y mano de obra. La relativa estabilidad de la industria está estrechamente relacionada con sus áreas de especialización: fuertes sectores de defensa y aeronáutica, fuerte sector médico y otras áreas especializadas. En la actualidad, las 30 empresas principales generan el 70 % del volumen en Europa. Pero la industria dependía en gran medida de su cadena de suministro y necesitaba mantener su masa crítica para asegurar la continuidad del suministro.

Volviendo al tema principal de Morgan, la única desventaja competitiva que sufre Europa en relación con sus competidores es el costo de la energía. En 2021, incluso antes de que Rusia invadiera Ucrania, el precio promedio de la electricidad en dólares estadounidenses por kilovatio hora era de $0,323 en Alemania, en comparación con $0,109 en EE. UU. y $0,084 en China.

Al buscar el apoyo del gobierno, las cifras actuales de empleo en la industria de PCB no son lo suficientemente grandes como para tener un significado político significativo, pero las consideraciones de defensa y seguridad ciertamente lo son (una base de suministro europea estable se considera esencial) y es desde esta perspectiva que se aborda al gobierno. .

Un enfoque en la tecnología de dispositivos de asistencia La Universidad de Coventry continúa colaborando en una amplia gama de programas internacionales de investigación e innovación, y ha actuado como coordinador del proyecto de tecnología de asistencia Maturolife destinado a proporcionar a las personas mayores seguridad para que puedan vivir de forma independiente. Las alarmas existentes y los dispositivos de seguimiento diseñados para alertar a los cuidadores sobre caídas o la ubicación de una persona a menudo son antiestéticos, estigmatizan al usuario y dan como resultado altas tasas de abandono. El equipo de investigación interdisciplinario de Maturolife incluye artistas creativos y diseñadores de moda, así como especialistas en nanotecnología, electroquímica y ciencia de los materiales, para integrar la electrónica y los sensores en telas y textiles mientras se logra un equilibrio entre la estética y la funcionalidad. El profesor Andy Cobley informó sobre el desarrollo de una técnica de metalización selectiva para depositar cobre sin electricidad para encapsular por completo fibras individuales en materiales textiles. El resultado es una tela con tacto y caída normales, selectivamente conductora pero sin hilos metálicos.

Un componente clave del proceso es un catalizador de cubierta de núcleo de cobre-plata inyectable con tinta. Esta es una alternativa al paladio que, aunque era un excelente catalizador, era muy costoso y estaba clasificado como "materia prima crítica". Los coloides de nanopartículas de cobre puro no son estables y tienden a agregarse con el tiempo. El uso de ácido poliacrílico como ligando de capa produce un coloide estable que permite un depósito uniforme de cobre no electrolítico, pero la estabilidad a largo plazo de la tinta necesita mejoras. Agregar nitrato de plata a una dispersión de ácido poliacrílico/nanopartículas de cobre da como resultado una reacción de intercambio, creando un coloide de cubierta con núcleo de plata. Esto está formulado en un catalizador imprimible por inyección de tinta, y la cubierta plateada aumentó significativamente la vida útil de la tinta. Esta tinta, impresa sobre un tejido de poliéster, permite una metalización selectiva con cobre sin electricidad y, al aumentar el número de ciclos de impresión, aumenta la ganancia de masa del cobre. Se ha observado que la resistencia del depósito de cobre disminuye al aumentar los ciclos de impresión, existe cierta diferencia entre las direcciones de urdimbre y trama, y ​​la resistencia aumenta después de cada ciclo de lavado.

El profesor Cobley mostró ejemplos de prototipos de Maturolife incorporados en calzado de asistencia, diseñados para ayudar en la comprensión de la marcha y el equilibrio.