Технологии водоотталкивания и водозащиты в электронных устройствах прошли долгий путь: от резиновых уплотнителей до нанопленок. Одним из современных решений, защищающих смартфоны, планшеты и ридеры от жидкостей, является специальное покрытие HZO, которое наносится прямо на микросхемы электронных устройств.

Далее мы расскажем, какие технологии водооталкивания сегодня существуют, чем на их фоне выделяется HZO и как она защищает читалки и другие гаджеты от влаги.


На фото ONYX BOOX Robinson Crusoe 2

Становление технологий водозащиты: немного истории

До появления специальных химических соединений, люди придавали предметам гидрофобные свойства с помощью натуральных и природных веществ. Например, чтобы не пропускать воду в трюм и удерживать судно на плаву, его борта промазывались смолой или дегтем. Моряки также использовали различные масла, пропитывая ими паруса, чтобы помочь ткани противостоять морским ветрам и проливным дождям.

Со временем водоотталкивающие материалы перешли в другие сферы. Например, их начали использовать в текстильной промышленности — воск наносился на нитки, из которых шились непромокаемые плащи.

Также технологии защиты от влаги применяли (и применяют) на бумажном производстве для печати топографических карт и справочников, с которыми можно работать в неблагоприятных условиях. И технологии создания непромокаемой бумаги продолжают совершенствоваться.

Например, команда ученых под руководством доктора Роберто Чинголани (Roberto Cingolani) из Итальянского технологического института (IIT) разработала бумагу с водоотталкивающими свойствами, изменив её волокна на молекулярном уровне — у каждого волокна появилась индивидуальная полимерная пленка. По словам исследователей, эта бумага ничем не отличается от обычной на «обывательском уровне»: на ней также можно писать, печатать и др.

Появление электронных устройств

Но время не стоит на месте. Сегодня у человечества в распоряжении оказалось огромное количество электронных гаджетов. Смартфоны, планшеты, ридеры также требуют защиты от воды. По данным IDC, вода является причиной поломки смартфона в 35% случаев, а 100 тыс. мобильных телефонов Западной Европы «страдает» от воды и других жидкостей каждый день.

И это неудивительно, поскольку мобильные устройства плотно вошли в нашу жизнь, и мы носим их с собой практически везде. Кто-то даже ходит с гаджетом в туалет и ванную. Как пишут в Dailymail, 75% людей пользуются смартфоном в уборной, при этом, по данным Plaxo, 19% роняют свои гаджеты в унитаз.

Жидкость очень быстро попадает внутрь телефона, а «сохнуть» устройство может не один день. Даже если вся влага испарится, на микросхемах остаются соли, которые разъедают радиоэлементы и могут привести к короткому замыканию на плате. Как отмечают резиденты Reddit, негативно реагируют на воду и LCD-экраны. Если жидкость просачивается между сенсорным экраном и дисплеем, это с большой долей вероятности выводит гаджет из строя. Другой наиболее уязвимый компонент — батарея. Вода, попавшая внутрь, начинает медленно разрушать её изнутри.

Причем нельзя достоверно сказать, в какой момент проявится эффект от коррозии. Ржавчина может начать активно разъедать компоненты устройства в течение пары часов после утопления, с другой стороны, признаки проблемы могут не проявляться на протяжении нескольких дней.

Поэтому ученые и производители ведут работу над созданием технологий защиты от влаги. Был даже разработан специальный стандарт — Ingress Protection Rating (IP), определяющий степень защиты оболочки. Система рейтинга IP состоит из двух цифр. Первая обозначает уровень защиты от проникновения посторонних предметов (от 0 до 6), а вторая — уровень защиты от проникновения воды (от 0 до 9).

Чем выше цифра, тем лучше защита. IP68 означает, что устройство полностью защищено от пыли и его можно погружать на метровую глубину на 30 минут. На сегодняшний день таким уровнем защиты обладают флагманские модели смартфонов, например, Samsung Galaxy S7/S8 и iPhone 8, и некоторые электронные ридеры (Kobo Aura H2O).

Как защищают электронные устройства

Одними из первых решений для защиты электронных компонентов были механические затычки и прокладки из резины и пластика. Например, специальные вспененные силиконовые уплотнители использовались в моделях iPhone 6s и SE — они обрамляли важные компоненты платы.

Однако такой подход не делал эти устройства на 100% водоустойчивыми. Уплотнители не вечны, и любое изменение температуры или давления заставляет их расширяться или сжиматься, нарушая герметичность. К разгерметизации также могут привести падения устройства и его загрязнение.

Так, например, Sony подчеркивает, что важнейшим условием использования их «водонепроницаемых» телефонов является наличие на отверстиях всех необходимых заглушек. Если диагностика на водонепроницаемость покажет, что влага попала внутрь устройства из-за неплотно закрытых заглушек (другими словами, если в ходе тестов выяснится, что плотно закрытые заглушки действительно не дают воде просочиться внутрь), устройство снимают с гарантии из-за «нарушений эксплуатации».

Кстати, кейс с «водонепроницаемостью» может стоить Sony денег — в августе этого года федеральный суд Нью-Йорка одобрил иск к Sony Mobile Communications (U.S.A.) Inc. и Sony Electronics Inc. В суде посчитали, что заявления компании о «водонепроницаемости» ряда моделей Sony Xperia ввели покупателей в заблуждение. Правда, на компенсацию смогут рассчитывать только американские обладатели испорченных влагой Sony Xperia.

Недостатки и ограничения заглушек привели к появлению на рынке решений, которые не так сильно зависят от окружающей среды, например, гидрофобных нано-покрытий. Однако по большей части такие покрытия выступают в качестве защиты от брызг, поскольку (как правило) не являются полностью водостойкими и истираются со временем. При полном погружении вода все-таки начнет просачиваться сквозь «защитный барьер». Например, в этом видео, смартфон с гидрофобным покрытием Liquipel «прожил» под водой всего на 10 секунд дольше, чем девайс без защиты.

Поэтому технологии пошли дальше. Появились так называемые конформные покрытия. Специальная пленка из акрила, полиуретана, эпоксидной смолы, силикона или парилена «накрывает» микросхемы, защищая устройство от воздействия влаги и предотвращая коррозию. Одной из компаний, разрабатывающих такую технологию, является HZO.

Как работает HZO

В компании HZO для защиты микросхем используются парилен. Полимерное покрытие наносится с помощью метода химического осаждения из газовой фазы в специальных вакуумных установках. Микросхемы помещают в париленовые пары, которые, вступая в реакцию, формируют на поверхности схем защитное покрытие.

Компоненты, которые не должны оказаться под защитной плёнкой (например, электрические контакты и соединения) покрываются специальным изоляционным слоем — маскируются. По окончании процесса химического осаждения, выполняется их демаскирование.

Технология позволяет получить равномерное покрытие толщиной 5–10 мкм без разрывов с высокими показателями влагостойкости и устойчивости к проникновению жидкостей по стандарту IPX8.

Преимущество технологии HZO перед стандартными методами вроде уплотнителей состоит еще и в том, что щели в корпусе не становятся помехой для защиты от влаги — наоборот, через них вода может свободно вытечь из устройства, не причинив ему вреда. А вот с уплотнителями все обстоит иначе — если жидкость все-таки попадет в устройство (из-за разгерметизации), заглушки будут только препятствовать испарению воды, «запирая» ее внутри гаджета.

Где используется HZO

Компания HZO работает на рынке, который оценивается в 7 млрд долларов. Развитие сферы идет экспоненциальными темпами, потому что все больше производителей электроники начинают обращать свое внимание на технологии, позволяющие отказаться от механических заглушек и уплотнителей.

Сегодня с влагозащитой от HZO поставляются планшеты, например, Dell Latitude 12, беспроводные наушники Motorola, и даже камеры видеонаблюдения, которые требуют защиты от дождя, снега и тумана.

Не стали исключением и ридеры. Например, технологией HZO защищены устройства Kobo Aura One. Читалка соответствует стандарту IPX8, и, по словам производителя, ридер «переживет» погружение на глубину до двух метров в пределах часа.

Однако в компании все же отмечают, что в случае утопления ридера, его нужно как можно быстрее достать из воды и дать влаге вытечь через отверстия в корпусе. Кроме того, не стоит подключать ридер к зарядному устройству до полного высыхания.


На фото ONYX BOOX Robinson Crusoe 2

Еще одно семейство ридеров с защитой от воды HZO — ONYX BOOX Robinson Crusoe и ONYX BOOX Robinson Crusoe 2. Новая модель Robinson Crusoe 2 — читалка премиального уровня, оборудованная экраном E Ink Carta Plus с подсветкой MOON Light. Ридер выполнен из высококачественных материалов, имеет тонкий корпус из алюминиевого сплава и стекло ASAHI, защищающее от царапин.

Вода, попадая внутрь корпуса ридера, не наносит вред металлическим и электронным компонентам. Однако, как и в случае с Kobo Aura One, если ONYX BOOX Robinson Crusoe 2 упала в воду, читалку лучше сразу же вытащить и позволить жидкости вытечь через отверстия и испариться.

Как отмечают в компании HZO, инженеры стараются распространить технологию влагозащиты на как можно большее количество сфер: от носимых гаджетов до медицинского оборудования. Поэтому в будущем все больше электронных устройств будут создаваться устойчивыми к воде и коррозии.

---

P.S. На этой неделе в нашем блоге на GT вышел обзор на ридер ONYX BOOX Robinson Crusoe 2. В нем мы знакомим вас с комплектацией устройства, а также рассказываем о его «начинке».

P.P.S. Еще несколько обзоров читалок ONYX BOOX:

• Обзор электронной книги ONYX BOOX James Cook: ничего лишнего
• ONYX BOOX Monte Cristo 3 – мнение владельца
• Обзор ONYX BOOX MAX Carta: бескомпромиссность в формате А4