Viser vei mot grønnere elektronikk

– Det bidrar rett og slett til grønnere elektronikk, sier Berland, som er førsteamanuensis ved NMBU. 

Han forsker på ferroelektriske materialer. Det vil si materialer som har en elektrisk polarisering – de har negativ ladning på den ene siden og positiv ladning på den andre.

Berland forklarer det ved å sammenligne med en magnet. Ferroelektrisitet virker på samme måten som ferromagnetisme. Hvis du legger en nål inntil en magnet, så blir også nålen til en magnet. Den er fremdeles magnetisk etter at du tar bort magneten: Det har oppstått en magnetisk retning i materialet. På samme måten kan et materiale få en elektrisk retning; eller en hukommelse, om du vil.

Teknologien brukes til så forskjellige ting som batterier, høyttalere, kameraer som kan «se» om natten og ultralydbilder. 

Dyrt og giftig

– Standardmaterialene som brukes i dag, består av enten bly, giftige tungmetaller eller sjeldne jordarter, forteller Berland. Det vil si at de er dyre, farlige og sjeldne. Skal de brukes, så må de varmes opp til høye temperaturer først.

Dessuten: mange av dem utvinnes nesten bare i Kina. Ikke bare betyr kinesisk nesten-monopol at de kan bli enda dyrere, men det kan også bli vanskeligere å få tak i dem i takt med at Kina vil foredle mer av råvarene sine selv.

Når Kristian Berland tenker på hva som blir den største bærekraftutfordringen om 20 år, er det lett å tenke på det enorme strømforbruket, og samtidig de giftige materialene som oppstår på grunn av all mulig elektronikk. Datamaskinen eller telefonen som du leser på akkurat nå, bidrar til både strømforbruk og giftige materialer.

Organiske molekyler

– I dette prosjektet går vi ganske radikalt til verks. Vi spør oss om vi kan bruke molekyler som byggesteiner i stedet for atomer. Med organiske molekyler kan vi til en viss grad bytte ut tungelementene, forteller han.

Han ser på krystaller som består av små molekyler, på samme måte som et sukkerkorn. Mange av molekylene kan være enkle å få tak i og molekyler kan produseres i store mengder relativt billig, forteller han. 

Lages til høsten

Ulempen er at levetiden ikke er verdens lengste. En minnepinne av sukkerlignende korn er ikke like holdbar som en minnepinne av silisium.

– Nå er vi i gang med å finne eksempler på hvilke molekyler som kan brukes. Så skal vi lage krystaller av disse molekylene på laboratoriet i Oslo til høsten, forteller Kristian Berland.

Ferroelektriske materialer har en elektrisk retning, opp eller ned i dette bildet. I organiske ferroelektriske materialer bestemmes retningen av hvilken vei molekylene som materialet består av peker. Når molekylene bytter retning, byttes også den elektriske retningen. I en datamaskin kan retningene ("1" og "0" ) leses av og brukes til å lagre data.

Foto
Illustrasjon: Elin Dypvik Sødahl, NMBU

Published 7. April 2022 - 19:14 - Updated 8. April 2022 - 8:50