Η Σλοβένα ερευνήτρια Teja Potočnik ανέπτυξε μια πλατφόρμα για την ενσωμάτωση νανοϋλικών στην παραγωγή μικροτσίπ, μειώνοντας τη χρήση ενέργειας και αντιμετωπίζοντας το αυξανόμενο περιβαλλοντικό αποτύπωμα των κέντρων δεδομένων.
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
Τα κέντρα δεδομένων είναι οι υπερδυνάμεις του ψηφιακού κόσμου, όμως έχουν μεγάλο περιβαλλοντικό κόστος. Σε παγκόσμιο επίπεδο, εκτιμάται ότι καταναλώνουν 460 τεραβατώρες (TWh) ηλεκτρικής ενέργειας κάθε χρόνο, που ισοδυναμεί με τις ενεργειακές ανάγκες 153 εκατομμυρίων σπιτιών. Χωρίς παρέμβαση, το αποτύπωμα άνθρακά τους θα μπορούσε να φτάσει το 3,2% των παγκόσμιων εκπομπών μέχρι το 2025. Η Teja Potočnik, μια 26χρονη Σλοβένα ερευνήτρια, εργάζεται για να το αλλάξει αυτό.
Η εφεύρεσή της, μια αυτοματοποιημένη πλατφόρμα ενσωμάτωσης νανοϋλικών, βελτιστοποιεί την παραγωγή προηγμένων διατάξεων ημιαγωγών, γνωστών και ως τσιπ. Αυτά τα προηγμένα τσιπ, με τη σειρά τους, τροφοδοτούν τους διακομιστές και το υλικό που επιτρέπουν τη λειτουργία των σημερινών κέντρων δεδομένων. Επιτρέποντας την παραγωγή πιο ενεργειακά αποδοτικών τσιπ, η καινοτομία της συμβάλλει άμεσα στη μείωση της τεράστιας κατανάλωσης ενέργειας των κέντρων δεδομένων παγκοσμίως.
«Το πρόβλημα που επιλύουμε είναι η διαρκώς αυξανόμενη ζήτηση για ταχύτερα, αποδοτικότερα και ισχυρότερα μικροτσίπ. Αυτό οφείλεται στη ζήτηση των χρηστών τεχνητής νοημοσύνης, κβαντικής υπολογιστικής και αποθήκευσης δεδομένων», εξηγεί η Potočnik. «Η εφεύρεσή μας μπορεί να βοηθήσει στην κατασκευή πιο ενεργειακά αποδοτικών τσιπ με χρήση νανοϋλικών, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να υπάρξει τεράστια εξοικονόμηση ενέργειας.»
Αυτό το πρωτοποριακό έργο τής χάρισε μια θέση μεταξύ των επιλεγμένων καινοτόμων που τιμώνται στο Βραβείο Νέων Εφευρετών 2025, το οποίο απονέμεται από το Ευρωπαϊκό Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας.
Μετατροπή της νανοτεχνολογίας σε βιομηχανικά εργαλεία
Καθώς τα τσιπ γίνονται μικρότερα και πιο ισχυρά, οι κατασκευαστές στρέφονται σε υλικά όπως το γραφένιο, οι νανοσωλήνες άνθρακα και οι κβαντικές κουκίδες για να διευρύνουν τα όρια των επιδόσεων. Όμως, ενώ αυτά τα νανοϋλικά υπόσχονται πολλά, η ενσωμάτωσή τους σε κλίμακα παραμένει μια μεγάλη πρόκληση.
Η εφεύρεση της Potočnik, το LithoTag, αντιμετωπίζει αυτό το πρόβλημα. Με την ενσωμάτωση δεικτών νανοκλίμακας σε δισκία ημιαγωγών, η πλατφόρμα επιτρέπει την ακριβή ευθυγράμμιση και ενσωμάτωση νανοϋλικών με υψηλή επαναληψιμότητα. Αυτό γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ της εργαστηριακής έρευνας και της βιομηχανικής παραγωγής.
«Η βιομηχανία ενδιαφέρεται για την αξιοπιστία, την αναπαραγωγιμότητα και την ενσωμάτωση στις διαδικασίες παραγωγής», αναφέρει. «Ανεξάρτητα από το πόσο καλή είναι μια τεχνολογία, έχει μικρή αξία αν δεν μπορεί να επεκταθεί σε κλίμακα.»
Από τη Σλοβενία στο Κέιμπριτζ και πέρα από αυτό
Με καταγωγή από τη Σλοβενία, η Potočnik μετακόμισε στο Ηνωμένο Βασίλειο για να σπουδάσει επιστήμη και μηχανική των υλικών, όπου, όπως λέει, «ερωτεύτηκε τα νανοϋλικά».
Η Potočnik ήταν συνιδρύτρια της νεοφυούς επιχείρησης Nanomation ενώ ολοκλήρωνε το διδακτορικό της στη νανοκατασκευή στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ. Με την υποστήριξη του Cambridge Enterprise, η ίδια και η ομάδα της κατέθεσαν αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και άρχισαν να διερευνούν εμπορικές συνεργασίες με κατασκευαστές τσιπ.
Όμως αυτό δεν έχει να κάνει μόνο με επιχειρήσεις: το έργο της Potočnik υποστηρίζει άμεσα τον Στόχο Βιώσιμης Ανάπτυξης 9 των Ηνωμένων Εθνών (Βιομηχανία, καινοτομία και υποδομές) βελτιώνοντας τη δυνατότητα επέκτασης της βιώσιμης μικροηλεκτρονικής. Θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο ενεργειακά αποδοτικές καταναλωτικές συσκευές και υποδομές κέντρων δεδομένων, με εκτεταμένα περιβαλλοντικά οφέλη.
Μετατροπή της ανακάλυψης σε συνήθη πρακτική
Κοιτάζοντας μπροστά, η Potočnik οραματίζεται ότι η τεχνολογία της θα γενικευθεί στην προηγμένη κατασκευή ηλεκτρονικών. «Το πραγματικό πλεονέκτημα της τεχνολογίας μας είναι ότι μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιοδήποτε υλικό και σε οποιοδήποτε είδος ηλεκτρονικού σχεδιασμού, οπότε ελπίζουμε πραγματικά να γίνουμε το βιομηχανικό πρότυπο για την ενσωμάτωση νανοϋλικών σε προηγμένα κυκλώματα», εξηγεί.
Πέρα από το εργαστήριο, η νεαρή Σλοβένα καινοτόμος ελπίζει ότι η ιστορία της θα ενθαρρύνει και άλλους να ακολουθήσουν τολμηρές ιδέες με δυνατότητα επέκτασης που μπορούν να κάνουν τη διαφορά.
«Σε όλους τους εφευρέτες που σκέφτονται να υλοποιήσουν τη νέα τους ιδέα θα έλεγα να έχουν ανοιχτό μυαλό και να είναι γενναίοι», συμβουλεύει η Potočnik.