Kald os blot skeptiske, men vi vil vædde på, at du ikke vidste, at der er 7,7,8,8,-tetracyanoquinodimetan i din pc. Det er ikke nær så velkendt som silicium, men moderne bundkort ville slet ikke være så driftssikre, som de er uden dette stof. Det er blot toppen af isbjerget. – Pc’er bliver lavet af en række sære materialer, hvoraf mange er ekstremt kostbare og vanskelige at udvinde eller ekstrahere. Sandsynligvis kan du ikke beskrive egenskaberne hos neodymium, ruthenium og gallium, men de spiller alle tre en vigtig rolle, når det gælder om at få din pc til at køre.

Her tager vi en rundtur i pc’en, komponent for komponent. Vi dykker ned i de forbløffende stoffer, der bliver brugt ved dens fremstilling. Vi skal se nogle af deres enestående egenskaber og grunden til, at de bliver brugt, men vi skal også undersøge selve materialerne for at se, hvordan de ser ud, og hvor de kommer fra. Vi spekulerer på, hvad der sker, når leverancerne af de sjældne stoffer svinder ind, undersøger, om disse kemikalier udgør en sundhedsfare, og afslører lidet kendte og fascinerende fakta om disse mystiske materialer. Naturligvis gør denne viden dig ikke bedre til at forbedre din pc eller vælge den næste opgradering, men du vil være rustet, når du i en quiz bliver spurgt, hvilken forbindelse der er mellem tantal og niobium.

Læs også: De 10 mest indflydelsesrige computere

Klik på billedet for at forstørre.

Siliciumchips

Godt: Siliciumchips – og her kan vi inddrage processor, hukommelse, gpu og southbridge-chippen – er lavet af silicium, ikke? Bevares, silicium er afgørende vigtig, men en chip, der udelukkende bestod af silicium, ville ikke have en chance for at fungere.

Når man ser på et stykke silicium, skulle man tro, at det var et metal, men hvis man taber det, går det sandsynligvis i mange stykker, og det forventer man ikke af metal. Silicium har egenskaber, der forbinder metaller og ikke-metaller, og det tilhører en lille gruppe af kemiske grundstoffer, der kaldes metalloider eller halvmetaller.

Halvmetallisk passer også godt på siliciums elektriske egenskaber – det kan lede elektricitet, men ikke særlig godt. Hvis man imidlertid doterer silicium – det vil sige, at man tilfører en lille mængde af et andet stof – kan man forbedre ledeevnen kolossalt. Det er nøglen til transistorens funktion, og den er den grundlæggende byggesten i alle elektroniske kredsløb.

For at gøre en lang historie kort: Hvis man doterer silicium med bor eller arsen, får man noget, der bliver kaldt en p-type-halvleder, mens dotering med fosfor eller gallium danner en n-type-halvleder. Årsagerne til disse reaktioner er for komplekse til, at vi kan forklare dem her, men når man kombinerer halvledermaterialer af n-type og p-type, får man en transistor. Og hvis man forbinder tilstrækkelig mange af dem, kan man lave en processor.

Vi har alle hørt om siliciumchips, men der indgår mange flere materialer i fremstillingsprocessen.

Transistorerne blive forbundet med tynde kobberstrimler. En kompliceret chip kræver flere lag af kobberspor, og derfor må man bruge isolerende lag mellem dem for at forhindre kortslutning. Isoleringsmaterialet er siliciumdioxid – det samme stof, der udgør rent hvidt sand. Det kan man nemt producere ved at oxidere siliciumwaferens overflade under chipfremstillingen.

Den eksotiske blanding af kemikalier i en processor slutter ikke her. Intel og IBM kom på forsiden for få år siden, da de begyndte at bruge grundstoffet hafnium til at forbedre chipsenes ydelse. Hvis du ikke har hørt om dette grundstof før, er du muligvis lovlig undskyldt.

Læs også: Er der håb om opgradering?

Hafnium er et metal, og dets nærmeste naboer i det periodiske system er de sjældne grundstoffer lutetium, tantal og det radioaktive stof rutherfordium. Hafnium er afledt af Hafnia, det latinske navn for København, hvor det blev opdaget i 1923. Stoffet bliver brugt i atomreaktorers kontrolstave, og nogle eksperter forudser, at det med det nuværende forbrug vil slippe op i løbet af ti år. Det er dog lang tid i halvledernes verden, og vi forventer med sindsro, at et alternativt stof – måske zirkon – vil erstatte det.

Anvendelsen af hafnium er måske ikke så spektakulær som ved Apollos månelandingsmodul, men grundstoffet gør stor nytte i moderne processorer.

Læs også

Prisvenlig stationær quad core pc med effektiv cpu-grafik

  (01. feb)

Et evigt kapløb

  (03. maj)

Er der håb om opgradering?

  (21. mar)

Netværkslager til nørder

  (09. okt)

Enorm hastighedsforøgelse

  (28. jul)

Ny supercomputer sætter hastighedsrekord

  (19. jun)

Prisbevidst multimediecomputer

  (17. aug)

De beskedne forekomster af hafnium kunne tyde på, at stoffet er dyrt, men der er et andet grundstof, som findes i mange processorer, og som koster omkring 50 gange så meget pr. gram. Man bruger kun guld i meget små mængder, men det bliver brugt til at forgylde pins og plader i de fleste højtydende processorer.

Den egenskab, der gør guld så velegnet til smykker, gør det også til et fremragende materiale til belægning af komponenter: Det reagerer ikke med de fleste kemi- kalier, og derfor bliver det ikke korroderet ved kontakt med luften. Det påvirker ikke kun dets udseende – det betyder, at den gode elektriske kontakt mellem processoren og dens sokkel ikke bliver reduceret med tiden.

Hvis du betragter dig selv som sikkerhedsbevidst, har du måske hævet et øjenbryn ved omtalen af et bestemt stof under fremstillingen af halvledere. For 150 år siden, da mine- driften i Cornwall var i fuld sving, var dette stof et biprodukt af tinfremstillingen, og det blev solgt til Amerika som pesticid i kampen mod de snudebiller, der ødelagde landets bomuldsafgrøder.

Det pågældende stof er arsen, der udgør en mindre del af tinmalmen cassiterit, og som blev udvundet ved udglødning og kondenseret i et kammer, der blev kaldt en labyrint. De drenge, der var ansat til at fjerne arsenet fra labyrinten, blev kun sjældent mere end et par og tyve år, og det er derfor nærliggende at spørge, hvor klogt det er at putte stoffet i pc’er.

Men det er beroligende at erfare, at det kun er små dele af en siliciumchip, der bliver doteret. Og de koncentrationer, der er nødvendige for at opnå de altafgørende halvlederegenskaber, skal måles i et par dele pr. million. Sagen er, at integrerede kredsløb kun indeholder spormængder af arsen.

Harddiskskiver

Vi ved alle, at harddiske lagrer data mag- netisk, men der er ikke mange ligheder mellem dem og det gamle DAT-format, der blev brugt i 1960’erne. Begge systemer bruger et hoved til at læse og skrive data fra og til magnetiske medier, men her hører ligheden også op. Magnetiske diske bruger en langt mere effektiv form for optagelse end et bøje- ligt bånd. Denne effektivitet har imidlertid sin pris.

Magnetisk bånd er et enkelt, billigt stykke plasticfilm, der er imprægneret med jernoxid (rust) eller i nyere tid kromoxid. Skiven i en harddisk bliver fremstillet ved en langt mere kostbar proces i flere led. Processen kræver en ekstremt høj nøjagtighed, og den omfatter nogle interessante og eksklusive materialer.

Udgangspunktet er en skive, der er fremstillet af et ikke-magnetisk materiale. Det betyder, at man nøjagtigt kan finpudse de magnetiske egenskaber ved at tilføje tynde lag af andre materialer. Skiven er typisk af glas eller metal. Aluminium er et godt valg, fordi det er let og ikke-magnetisk, men harddiske skal være robuste, og aluminium er ikke hårdt nok i sig selv. Man bruger i stedet materialet i form af en legering af aluminium og magnesium, tilsat små mængder af andre stoffer som silicium, kobber og zink. Derfor er der mindst fem stoffer på den rå skive, men ingen af dem er særligt sjældne eller usædvanlige. – De mere eksklusive materialer bliver brugt senere.

Når man ser på skiven i en harddisk, skulle man tro, at den var lavet af et enkelt materiale, men fremstillingen omfatter en kombination af adskillige sjældne og kostbare metaller.

Læs også

Prisvenlig stationær quad core pc med effektiv cpu-grafik

  (01. feb)

Et evigt kapløb

  (03. maj)

Er der håb om opgradering?

  (21. mar)

Netværkslager til nørder

  (09. okt)

Enorm hastighedsforøgelse

  (28. jul)

Ny supercomputer sætter hastighedsrekord

  (19. jun)

Prisbevidst multimediecomputer

  (17. aug)

Skiven roterer med op til 7.200 rpm, og læse/skrivehovedet svæver nogle milliontedele af en millimeter over den. Den mindste ujævnhed vil derfor være katastrofal – hovedet ville øjeblikkelig gå i stykker. Det er ikke muligt at polere en aluminiumlegering til den påkrævede glathed, og overfladen bliver derfor dækket med et lag NiP, der kan klare den nødvendige polering.

Dette materiale er en legering af nikkel og fosfor. Man betragter som regel en legering som en blanding af stoffer, der deler deres egenskaber, men Nip er vidt forskellig fra de dele, der indgår i legeringen. Fosfor er et ikke-metallisk stof, og det er meget reaktivt. I den hvide, elementære form er det selvantændeligt ved kontakt med luft, og det brænder voldsomt. Det er også meget giftigt og lyser i mørke. NiP har derimod metalliske egenskaber og er relativt inaktivt. Ejendommeligt nok er NiP ikke magnetisk, selvom nikkel er det.

De fleste af de øvrige materialer på skiven leverer dens magnetiske egenskaber. Jern er det mest velkendte magnetiske materiale, men de materialer, man finder i en harddisk, er langt mere interessante. Der er mange magnetiske (eller for at være mere nøjagtig: ferromagnetiske) metaller, men til harddisken bruger man metaller, der er udvalgt på grund af de måder, de interagerer på. En mere detaljeret forklaring ville føre os dybt ned i fysikkens mysterier, og derfor styrer vi uden om ”hvorfor” og koncentrerer os om ”hvad”.

For det første har vi noget, der kaldes det bløde magnetiske underlag, der består af en legering af kobolt, nikkel og jern. I de mest højtydende diske er det bløde magnetiske underlag delt op i to af et tyndt lag af grundstoffet ruthenium. Der kræves kun en meget lille mængde, og det er et held – ruthenium er nummer 74 på listen over forekomsten af grundstoffer på Jorden (og der findes kun 90 naturligt forekommende grundstoffer), og det er således sjældnere end både guld og platin. Det udgør en billiontedel af Jordens overflade, og der bliver kun produceret 12 tons om året. Det svarer til en terning på en kubikmeter. Stoffets navn stammer fra Ruthenia, der på latin i det 13. århundrede stod for området Rus, som bestod af dele af nutidens Rusland, Hviderusland, Ukraine, Slovakiet og Polen.

Det er dog på det egentlige optagelag, at vi finder de virkelig dyre materialer, for her taler vi om en legering af kobolt, krom og platin. Selvom platin er mere udbredt end ruthenium, fordi det har så mange anvendelsesmuligheder – navnlig som katalysator i kemiindustrien og til katalysatorer i biler – er det langt dyrere. Prisen er i øjeblikket over 48.000 dollars pr. kilo.

Harddiskhoveder

Det er ikke kun på skiven, man finder sjældne og kostbare stoffer. Det gælder også læse/skrivehovedet. Hovedet sidder på en arm, der kan bevæge sig hen over skivens koncentriske dataspor. En væsentlig del af armen er en spole, der bevæger sig i et magnetfelt, hver gang der bliver tilført en elektrisk strøm. Magnetfeltet bliver leveret af en meget kraftig magnet, der for en stor dels vedkommende består af neodymium. Neodymium ligner ethvert andet metal, men det er enestående, idet det er det mest magnetiske af alle grundstoffer. Den egenskab er ikke særlig nyttig i stoffets rå form, idet neodymium har så lavt et curiepunkt – den temperatur, ved hvilken magnetismen går tabt – at alt, hvad der indeholder en neodymiummagnet, skal være nedkølet.

Det er her, de andre metaller kommer ind i billedet. Når man blander 2 dele neodymium med 14 dele jern og en del bor, opnår man en kombination af stærk magnetisme og et højt curiepunkt. Og her taler vi virkelig om stærke magneter: En neodymium/jern/bor-magnet kan løfte over 1.000 gange sin egen vægt. Det har ført til bekymringer for sikkerheden. Hvis du nogensinde prøver at skille en gammel harddisk ad, skal du sørge for, at dine fingre ikke kommer imellem, hvis et par neodymiummagneter tiltrækker hinanden. Og det er ikke alt: Selvom neodymium, jern og bor alle er bøjelige, er den legering, man bruger til magneter, skrøbelig. Hvis du tillader, at et par neodymiummagneter smækker sammen (uanset afstanden), skal du passe på flyvende stumper af legering.

Bundkortet

For en ingeniør virker bundkortet måske som processorens og harddiskens fattige slægtning, men selvom dets kompleksitet nok er væsentlig mindre, er de stoffer, man bruger, ikke mindre fascinerende. Det trykte kredsløb er en plade med ledende kobberspor, der er trykt på begge sider og placeret i flere lag. Sporene udgør forbindelserne mellem komponenterne, og den plade, de er trykt på, giver mekanisk styrke og isolerer forbindelses- lagene.

Kobber er langt mere udbredt end for eksempel ruthenium og neodymium. Det er blevet brugt i årtusinder, og det er 10.000 gange mere almindeligt end platin og flere tusinde gange billigere. Det er et af de vigtigste materialer i en pc, og man finder det også i de forskellige kabler, der forbinder komponenter som harddisken og cd/dvd-drevet til bundkortet.

Den egenskab ved kobber, der gør det så vigtigt for elektronikindustien, er dets elektriske ledeevne. Det er ikke det mest ledende materiale. Men hvis det blev sat på pension til fordel for sølv – det eneste metal, der leder bedre – ville priserne på elektronik eksplodere.

Det måske mest forbløffende ved kobber er den enorme produktion. Fra det blev opdaget i det fjerde århundrede f.Kr. på Cypern (hvorfra kobber har sit navn) til i dag, hvor kobbermalm bliver udvundet i enorme åbne miner. Birmingham Canyon Mine nær Salt Lake City i Utah, der i øjeblikket er verdens største kobberproducent, er 1,2 kilometer dyb og 4 kilometer bred, og den dækker et område på 769 hektar. Den årlige produktion på 300.000 tons bliver bragt op til overfladen i lastbiler, der er 7 meter høje og vejer mere end en jumbojet.

Den anden del af det trykte kredsløb, den isolerende plade, kan virke enkel, men man skal ikke skue hunden på hårene. De trykte kredsløb i moderne bundkort skal levere den ideelle kombination af elektriske, termiske og mekaniske egenskaber. De skal også leve op til sikkerhedsforskrifterne: Hvis en komponent svigter og bliver overophedet, må kortet ikke bryde i brand og udsende giftige dampe. Det mest almindelige isoleringsmateriale i dag er FR-4, der består af plader af vævet glas- fiber, der holdes sammen af brandhæmmende epoxy. Mange producenter bruger et lignende materiale til enkle reparationer af bilkarrosserier, men dets funktion i trykte kredsløb er meget mere komplekst.

Nu er vi på vej ind i den organiske kemis dunkle verden. De to bestanddele, der udgør epoxyen, er klorometyloxiran (også kendt som epiklorohydrin) og 4,4’-(propan-2,2-diyl)diphenol) også kendt som bisphenol A. Vi kunne fortælle dig, at førstnævnte har den kemiske formel C3H5ClO og den sidstnævnte C14H16O2, men det hjælper ikke meget. I organisk kemi kan to stoffer nemlig have den samme kemiske formel, selvom de har forskellig struktur.

Vi vil dog ikke fortabe os i molekylediagrammer. Alt, hvad vi behøver at vide, er, at når disse to væsker bliver blandet, bliver der udløst en polymerisationsproces, der fører til dannelsen af et meget større molekyle, og materialet har fast form. Det knytter sig til glasfiberpladerne, udfylder hullerne i vævningen og danner en stærk, isolerende, brandhæmmende plade, hvorpå man kan anbringe kobberfolie.

Modstande

Hvis du ser på et bundkort, kan du se en masse små komponenter, der ligner bittesmå sorte blokke og metalcylindre. De fleste af dem er enten modstande eller kondensatorer. Elektroingeniørerne kalder dem passive komponenter. Vi har ikke plads til at forklare deres funktioner (du kan finde en guide til grundlæggende elektriske komponenter på www.bit.ly/xtrffS), men ligesom med de fleste andre dele af en pc bringer et dyk ned i de passive komponenter flere usædvanlige stoffer frem i lyset.

Modstandes funktion fremgår af ordet – de hæmmer en elektrisk strøm. Deres modstand er forskellig (den måles i ohm, der er en enhed for, hvor meget de hæmmer strømmen af elektricitet), og det samme gælder den mængde strøm, de kan sprede uden at brænde ud.

Tidlige modstande var stort set kun cylindre af kul, men det er for længst fortid. Selv i disse meget enkle komponenter kan vi finde en anselig blanding af stoffer. Hovedparten af en modstand udgøres af en keramisk blok, der typisk består af aluminiumoxid, der gør den færdige komponent så håndgribelig, at man kan håndtere den og lodde den. Dette materiale bliver brugt, fordi det er en næsten ideel isolator.

De bittesmå sorte modstande, der omgiver chippen, indeholder aluminiumoxid, rutheniumoxid og palladium.

Læs også

Prisvenlig stationær quad core pc med effektiv cpu-grafik

  (01. feb)

Et evigt kapløb

  (03. maj)

Er der håb om opgradering?

  (21. mar)

Netværkslager til nørder

  (09. okt)

Enorm hastighedsforøgelse

  (28. jul)

Ny supercomputer sætter hastighedsrekord

  (19. jun)

Prisbevidst multimediecomputer

  (17. aug)

Den elektriske sti består af en film af rutheniumoxid. I modsætning til de fleste andre metaloxider har dette materiale begrænset elektrisk ledning, og det er netop meningen. I hver ende har vi metalelektroder, der består af en legering af platin, palladium og sølv.

Palladium bliver kaldt et platinmetal ligesom ruthenium, rhodium, osmium, iridium og platin. Disse grundstoffer er i samme gruppe i det periodiske system, og man finder dem også sammen geografisk – navnlig i Bushveld-komplekset i Sydafrika – og de indbringer alle en høj pris. Eftersom de ofte bliver fundet sammen i de samme malmårer, skal platinmetaller separeres før brug. Det er svært, fordi de har lignende egenskaber, og det kræver en omfattende og kostbar kemisk proces, som du kan læse om på www.bit.ly/Afu8nb.

Kondensatorer

Kondensatorer tillader vekselstrøm at passere, men de blokerer for jævnstrøm. I den enkleste form består en kondensator af to metalplader, der er adskilt af en isolator, der kaldes et dielektrikum. Naturligvis er tingene kun sjældent så enkle, og et bundkort indeholder mange forskellige former for kondensatorer, der hver har sin særlige opgave. De med den laveste kapacitans (en enhed, der bliver målt i Farad) er gerne keramiske kondensatorer, og selvom de ligner modstande, er deres opbygning anderledes.

Et dielektrikum er lavet af keramik, der bliver belagt med sølv og dermed udgør de to metalplader. Denne struktur bliver anbragt lodret for at opnå den nødvendige kapacitans uden at bruge for megen plads på kortet. Hvis de store kondensatorer til pc’ens strømforsyning og audiokredsløb blev lavet på denne måde, ville de være enorme, og derfor bruger man i stedet forskellige former for elektrolytiske kondensatorer.

Den oprindelige form for elektrolytiske kondensatorer blev dannet, ved at man rullede lag af aluminiumfolie ind imellem papir, der var vædet med en elektrolyt.

Elektrolytten var normalt borsyre eller natriumborat tilsat andre materialer, der skulle forhindre væsken i at fordampe. Man kan stadig se denne form for kondensator på nogle bundkort som små metalliske cylindre, men de har en ulempe – hvis de bliver for varme, fordamper elektrolytten, hvorefter der siver slim ud over hele bundkortet. Det siger sig selv, at det ikke har nogen særlig gunstig indvirkning på pc’ens arbejde.

7,7,8,8,-tetracyanoquinodimetan er hemmeligheden bag disse kondensatorers driftsikkerhed.

Kondensatorer med flydende elektrolytter bliver udfaset til fordel for såkaldte polymere konden- satorer, hvilket bringer os til 7,7,8,8,-tetracyanoquinodimetan, der er en erstatning for flydende elektrolyt. Polymer, der bygger på denne organiske bestanddel, er plasticmaterialer, men i modsætning til de fleste former for plastic kan de lede elektricitet.

En anden vigtig form for kondensator, der kan levere en særlig høj kapacitans i forhold til størrelsen, bygger på et grundstof, som vi ikke er stødt på endnu. Vi skal ikke komme ind på kondensatorens indre konstruktion, men det grundstof, den bruger, er tantal. Selvom tantal er et metal, har det usædvanlige egenskaber, der gør det særlig egnet til fremstilling af kondensatorer.

Men ligesom med hafnium er ressourcerne ved at være udtømte. Det er ikke vanvittig sjældent, men med en milliontedel af jordskorpen er det 1.000 gange mere almindeligt end ruthenium. Problemet er, at på grund af en række politiske årsager (ikke mindst den omstændighed, at det bliver udvundet i den plagede Republikanske Republik Congo) mener nogle eksperter, at lagrene løber tør mellem 2015 og 2105.

Hvis du er fortrolig med det periodiske system, ved du måske, hvor vi skal hen, hvis og når forsyningerne af tantal slipper op. Tantal har en atomvægt på 73, hvilket placerer det i den gruppe af grundstoffer, der kaldes for sjældne jordmetaller. Umiddelbart over det er grundstof nummer 41 – niobium. Det er strengt taget ikke noget sjældent jordmetal, men niobium har påfaldende ligheder med tantal, og der er meget mere af det. Det ligner tantal, og det har samme tæthed, smeltepunkt og kogepunkt som tantal. Det vigtigste er, at forskerne tror, at det kan udgøre fundamentet for en ny form for kondensator.

Lodning

I modsætning til de store og dyre komponenter såsom processoren og hukommelsen, der bliver placeret på sokler på bundkortet, når pc’en bliver samlet, bliver de passive komponenter loddet på plads af bundkortproducenten. Loddemetal er en legering med lavt smeltepunkt, og man bruger det til at lave en elektrisk og mekanisk forbindelse mellem en komponents ledning eller pin og kobbersporet på kredsløbet.

Det bestod oprindelig af tin og bly. Den type, man normalt brugte til elektronik, bestod af 63 procent tin og 37 procent bly. Den havde et smeltepunkt, der var lavere, end man ser det hos tin, rent bly og nogen anden legering af disse to metaller. Igen ser vi, at selvom en legering er en blanding af to metaller, er dens egenskaber ikke altid et gennemsnit af bestanddelenes egenskaber.

Kobber er ikke nær så sjældent som visse grundstoffer i en pc, og der udvindes enorme mængder af det.

Alt det ændrede sig i 2006, da Den Europæiske Unions WEEE- og RoHS-direktiver (Waste Electrical and Electronic Equipment and Restriction of Hazardous Substances) trådte i kraft. Bly blev forbudt i alle forbrugervarer, fordi det er giftigt, og elektronikindustrien måtte finde en ny form for blyfrit loddemateriale. En legering af tin, sølv og kobber er det mest brugte, og dens smeltepunkt er en anelse højere end gammeldags blylodning. Der har imidlertid været brugt i masser af andre sammensætninger, hvor man har tilføjet zink og mangan for at opnå andre egenskaber.

En økologisk fremtid?

Silicium er måske det vigtigste materiale i en almindelig pc, men vi har fundet en lang række grundstoffer og kemikalier, som den moderne computer ikke kunne eksistere uden.

Det er blevet anslået, at over 50 af de 90 naturligt forekommende grundstoffer indgår i den digitale tidsalder. Mange af dem er svære at skaffe, og i nogle tilfælde er der intet kendt alternativ. Når man ser på, hvor hurtigt uerstattelige ressourcer bliver brugt op, er vi nødt til at spørge os selv, hvor længe vi kan blive ved på den måde.

Der er dog et lille håb. Ganske vist har hvert grundstof enestående egenskaber, som ikke kan erstattes af andre, men organisk kemi kan levere en metode til at designe molekyler med de ønskede egenskaber. Desuden er en syntese af organiske bestanddele ikke afhængig af flygtige eller sjældne stoffer.

Forskerne har allerede fremstillet ledende og halvledende polymerer og lavet elektroniske kredsløb af plasticmaterialer – selvom de endnu ikke kan leve op til siliciummets præstationer. Når man tager det enorme antal mulige bestanddele i betragtning, kommer fremtidens pc måske ikke til at indeholde færre forbløffende stoffer, men hvis den økologiske revolution får luft under vingerne, bliver den sikkert markant anderledes end nutidens pc, når det gælder materialevalg.

Det periodiske system

Og nu til den videnskabelige del ...

Opstillingen af det periodiske system fortæller os en masse om de grundstoffer, vi bruger i vores pc’er. Systemet er opstillet således, at grundstofkernes atomnummer (antallet af protoner – og dermed elektroner – i kernen) stiger, idet man går fra venstre mod højre. Hver række i tabellen kaldes en periode, og den repræsenterer et energiniveau. Antallet af elektroner i hver energiniveau er vist i tabellen. For eksempel er brint og helium i den første periode, og det første energiniveau kan derfor have i alt 2 elektroner. Det andet niveau kan have 8 elektroner, det tredje 18, det fjerde 32 og så videre.

Klik på billedet for at forstørre.

Det periodiske system

Grundstoffer med de samme egenskaber er opstillet i grupper fra ædelgasser, der er farveløse, lugtfri, og som er meget lidt reak-tive, til de alkaliske metaller, der er sølvfarvede, bløde og ekstremt reaktive. Silicium (Si) har et atomnummer på 14, er i periode 3 (det har 14 elektroner) og er et metalloid.

Det er mindre reaktivt end karbon (C), men mere reaktivt end germanium (Ge). Denne op-stilling betød, at man kunne forudsige grundstoffer, før de blev opdaget. I mange tilfælde viste det sig – når de blev fundet – at deres egenskaber var nøjagtig som forudset. For eksempel har man faktisk aldrig set grundstoffet Francium (grundstof nummer 87), der blev opdaget i 1938, fordi det er meget reaktivt og har meget kort levetid.

Lanthanider og actinider (sjældne jordmetaller) bliver som regel vist som to rækker under hovedskemaet. Formålet er at gøre det nemmere at få skemaet til at passe på en side.

Uden for pc’en

Mobile enheder som tablets, kameraer og smartphones indeholder sjældne og kostbare materialer, som man ikke møder i en almindelig desktop-pc. Et af dem er xenon, som man kan finde i den lodrette søjle yderst til højre i det periodiske system. Grundstofferne i denne gruppe kaldes ædelgasser, og de er temmelig ikke-reaktive.

De fleste ædelgasser er ikke-ledende, men de kan lade en strøm gå igennem, hvis spændingen er høj nok, og det er det, der gør xenon så vigtig. Når ædelgassen bliver overtalt til at lede, udsender den en meget klar puls af næsten rent hvidt lys. Det er ideelt til blitzen i en smartphone eller et digitalkamera.

Et andet interessant materiale, som man kan finde i mobile enheder, er iridium eller indiumtinoxid. Dette stof er usædvanligt, fordi det er både gennemsigtigt og ledende – essentielle egenskaber i en touchskærm. Desværre er indium endnu et grundstof, der er ved at slippe op, og forskerne har endnu ikke fundet et egnet alternativ.

Læs også: Find den perfekte bærbare