世界上最堅(jiān)韌的電子元件！在金星的極限環(huán)境下生存521小時(shí)

不知道大家有沒有這樣的體驗(yàn)：在「冰凍模式」的冬天，滿格電的手機(jī)一出門就自動(dòng)關(guān)機(jī)了，就算回溫后再開機(jī)，電量也不足原來的一半。有些網(wǎng)友調(diào)侃道，隨身要帶兩個(gè)暖寶寶：一個(gè)貼自己，一個(gè)貼手機(jī)。

其實(shí)這其中的原因是鋰電池的工作溫度一般只有0到40度，超過或低于這個(gè)溫度都會(huì)對(duì)手機(jī)的運(yùn)行造成影響。特別是當(dāng)溫度過分偏高或偏低的時(shí)候，電子產(chǎn)品中不光鋰電池會(huì)受到影響，就連電子元件也會(huì)因此發(fā)生物理變化，比如導(dǎo)線變形、芯片失靈等等。

外太空「惡劣」的環(huán)境大家是有目共睹的，對(duì)于沒有大氣層保護(hù)的其他星球，尤其是離像太陽這樣的恒星更近的星球,「向陽」的一半表面溫度非常高，而「背陰」的一面又寒冷之極。

就拿金星來說，最高溫度可達(dá)到735開爾文(約462°C)，沒有光照的一面星球表面溫度接近絕對(duì)零度，約為零下270°C。這樣惡劣的環(huán)境對(duì)飛行器和其內(nèi)部的各種電子元件都是巨大的考驗(yàn)。

我們平常使用的電子產(chǎn)品使用的元件都是「消費(fèi)級(jí)」的，其耐受性相對(duì)來說差一些;然而，在一些極端環(huán)境，例如在南北極探險(xiǎn)或是外太空探測(cè)，其使用的電子產(chǎn)品則需要「商業(yè)級(jí)」甚至是「軍工級(jí)」的制造標(biāo)準(zhǔn)。今天我們要說的就是美國宇航局(NASA)研發(fā)的新型電子元件，可以使用在未來探測(cè)外星球高溫環(huán)境的探測(cè)器上。

金星上現(xiàn)存的生存記錄最久的飛行器是1978年的俄羅斯探測(cè)器Venera 12，它著陸在金星后「存活」了僅僅110分鐘便失去了聯(lián)系。試想一下，宇航局花了大量的資金和時(shí)間去設(shè)計(jì)和發(fā)射的探測(cè)器，僅僅能工作不到短短的兩個(gè)小時(shí)。

兩個(gè)小時(shí)收集到的信息也很少，而這樣的成本代價(jià)卻是巨大的。正是由于這樣的原因，在1984年之后就沒有再在出現(xiàn)過對(duì)于金星的「訪問」計(jì)劃。然而，NASA的Glenn Research Center最新研發(fā)出的耐受電子元件有可能「重啟」金星的訪問計(jì)劃。

由NASA電子工程師Phil Neudeck領(lǐng)導(dǎo)的相關(guān)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種碳化硅半導(dǎo)體電路板，這種電路板在仿真金星的極端環(huán)境下生存了521小時(shí)之久，是之前同樣環(huán)境下的電子元件耐受度的100多倍。

另外，金星上的氣壓也比地球高很多(大約90倍)，原先的金星著陸器在電路系統(tǒng)被保護(hù)在笨重的恒壓容器和冷卻保護(hù)下，也只能「存活」幾個(gè)小時(shí)，而現(xiàn)在的碳化硅電路直接暴露在無冷卻無氣壓保護(hù)的環(huán)境下也能存活幾百個(gè)小時(shí)。

這樣的SiC電路極大推動(dòng)了金星著陸器的設(shè)計(jì)和任務(wù)實(shí)現(xiàn)，為之后的項(xiàng)目奠定了基礎(chǔ)。除此之外，這項(xiàng)新的發(fā)現(xiàn)還將會(huì)應(yīng)用在飛行器引擎上，用來增加材料的耐受度和削減廢氣的排量。

當(dāng)我們?cè)谟懻撏馓仗綔y(cè)甚至星際殖民時(shí)，都把目光焦點(diǎn)集中在了飛船和火箭等宏觀角度;其實(shí)從細(xì)節(jié)看，電子元件才是組成這些飛船的基本元素，星際探索和旅行的可能與新材料的發(fā)現(xiàn)和使用有著密切的關(guān)系，而很多默默無聞的材料研究者，都正在做著這些可能改變世界的事情。