Как защитить гаджет от воды: история вопроса и знакомство с технологией HZO +10

- такой же как Forbes, только лучше.

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:

Вы можете помочь и перевести немного средств на развитие сайта



Комментарии (34):

  1. commers
    /#10517751

    старый добрый лак из баллончика конечно уже не в моде

    • MrVVoodman
      /#10517811

      Хорошо, кстати говоря, справляется лак для высоковольтной изоляции.

    • quqdron
      /#10518511

      покрытие наносится с помощью метода химического осаждения из газовой фазы в специальных вакуумных установках… технологией HZO защищены устройства Kobo Aura One.

      image
      Kobo Aura One без крышки — сколько времени они на разъемы напыляют этот полужидкий гель?
      Но под краном читалку уже мыл. ;)

      • neco
        /#10519611

        это как-раз похоже на защиту демаскированных разъемов и контактов. а остальная плата покрыта газовым осаждением наверное

  2. uu_69
    /#10517753

    "… команда ученых под руководством доктора Роберто Чинголани (Roberto Cingolani) из Итальянского технологического института (IIT) разработала бумагу с водоотталкивающими свойствами..."

    Чтобы было возможность нанести надпись на бумагу, она должна быть промокаемой. В школьных тетрадях, порой, попадаются места (в основном, края), где ручка не пишет. Интересно, как писать на полностью водооталкивающей бумаге?

    • dmitrykabanov
      /#10517759

      Те самые нанотехнологии: «The final compound is a polymeric matrix that includes nanoparticles. This nanotech process — mixing monomers with different types of nanoparticles»… «it doesn’t create a surface over the paper, it creates a soft 3D shell around each fiber of the paper.»

    • vin2809
      /#10517843

      Бумага еще используется для изоляции, например, в трансформаторах, поэтому на ней необязательно писать.

  3. Karlson_rwa
    /#10517775

    УР-231 для тех, кому не позволяет что-то менять военпред и 1A33 для более продвинутых. Вот и вся водозащита. И каждый из лаков в три слоя (20-25мкм каждый) с промежуточной сушкой.

  4. AlexPublic
    /#10517799 / -1

    Что-то статья напоминает какое-то маркетинговое впаривание, а не технический материал. Защитные лаки для покрытия печатных плат известны уже очень давно и сейчас продаются в каждом профильном магазине…

    • BubaVV
      /#10517883

      Тут в свое время были разборки в каментах к рекламной статье как раз про эту пропитку для книг. Видимо, второй раунд

  5. RusikR2D2
    /#10518033

    А почему нельзя все устройство залить герметиком (в том числе и теплопроводным), оставив только разъемы «наружу»? А учитывая наличие беспроводных зарядок и «политики» несменной батареи, то можно и вообще без разъемов обойтись.

    • Alex-ok
      /#10518939

      Можно. Только ремонтопригодность низкая. Хотя некоторых производителей это не волнует.

  6. Num
    /#10518087

    А зачем вообще делать читалку водонепроницаемой? К какому кейсу использования это подходит?

    • Rambalac
      /#10518623

      Элементарно, чтобы прочитать в ванной, чтобы почитать в многодневном походе, да и просто чтобы не бояться попасть под ливень.

    • Magratena
      /#10518625

      Около бассейна на отдыхе. Плюс племянник заливал чаем. Если это не ведёт к сильному удорожанию, то я за то чтобы вся техника была с защитой от влаги.

    • koto_meow
      /#10518627

      Я в ванной люблю валяться и читать, например. Есть такая штука, как пищевая пленка. Телефон, планшет, читалку защищает от воды отлично.

    • vikarti
      /#10518673

      Например — читать на пляже, в ванне, под слабым дождем/снегом (под сильным проблема в том что сенсор уже тупить начинает).
      В случае с ванной 'обычному' планшету вполне хватит пара чтобы сдохнуть.
      Да, для меня это реальные юзкейсы. Раньше защитные чехлы использовались (AquaPac например продает) но неудобно с ними, сейчас в таких условиях использую Samsung Galaxy Tab Active, купленный в ДНС за достаточно смешные деньги (раза так в 2.5 дешевле чем текущая цена по яндекс.маркету).
      Недостаток — быстродействие — ужас-ужас, после вырубания всего чего можно а затем вырубания спецтулзой (через Knox) и части того что нельзя — просто ужас).

  7. granade18
    /#10518215

    А зачем вообще делать эти ваши читалки ?

    • SerJ_82
      /#10518703

      Задаю уже давно такой же вопрос. Все это хаянье дисплеев смарфтонов, якобы что с экрана читалок читать кошернее — не более чем маркетинговая уловка.
      Прочел кучу книг со смарта, каких-либо проблем нет.

      • metric_ghost
        /#10519683

        Прочёл кучу книг и со смарта, и с планшета, и с ноута, и с стационарного компа, и с электронных книг, и с книг, как бы странно это не прозвучало. По совокупности плюсов электронные победили. Подсветка, долговечность батареи, отсутствие эффекта слепоты экрана под солнечным освещением позволяют читать в любых условиях очень долгое время. Но вполне согласен, что и другие варианты имеют право на жизнь, пользовался и пользуюсь ими периодически, но книгой намного чаще.

      • allcreater
        /#10521395

        Ну, помимо маркетинга тут есть ещё субъективное удобство (лично мне больше нравится несветящийся экран, и совсем не из-за мифического направления фотонов, а чисто эстетически), и вполне объективные преимущества — энергосбережение, довольно большой экран, позволяющий без особых проблем листать PDF и DJVU постранично, а не возякать пальцем по экрану, и продуманность профильных функций.

        Тоже прочитал кучу книг со смарта, но по-прежнему не чувствую себя комфортно. И ещё так и не смог найти удобный словарь-переводчик =( Возможно, просто делаю что-то не так.

        • Inine
          /#10521653

          несветящийся экран

          А вот для меня это наоборот стало проблемой. Если экран не светится, то для комфортного чтения нужна либо хорошая контрастность, либо хорошее внешнее освещение. С первым у e-ink до сих пор все сложно. Со вторым — у меня дома, в транспорте… да почти везде.
          Можно конечно юзать книжки с подсветкой, но тогда и батарея куда быстрее садится, и выглядит это уже не как бумага, а как дешевый аналог ЖК.
          Вдобавок ко всему, я с неудовольствием обнаружил, что матовый экран киндла очень даже бликует, если лампа находится позади меня.
          Короче, ощущения, что я читаю бумажную книгу, добиться не удалось. В итоге мое знакомство с этим девайсом продлилось две недели, после чего я сменил его на планшет.

          • Zenitchik
            /#10522067

            С первым у e-ink до сих пор все сложно.

            Реально? Чёрный и белый, куда уж контрастнее.

            Со вторым — у меня дома, в транспорте… да почти везде.

            Вы так говорите, как будто это неразрешимая проблема.
            Дома она решается тривиально. В транспорте… Ну, может не стоит читать в такой темноте? Глаза-то не казённые. В крайнем случае можно использовать фонарик. Минимум смекалки позволяет сблокировать его с книжкой.

            • Inine
              /#10522075

              Не знаю, как у вашей, а у моего киндла это были темно-серый и светло-грязно-серый.
              По второму пункту — посмеялся, спасибо. Девайс нужен чтобы обслуживать меня, а не наоборот.

              • Zenitchik
                /#10522679

                темно-серый и светло-грязно-серый.

                Сочувствую. Мне повезло купить не говно.

                посмеялся

                Ну, Ваше дело, и Ваши глаза…

              • metric_ghost
                /#10522981

                Про грязно-серый — это какое поколение экранов? Экраны, похожие на плохую газетную бумагу, были у киндл кейборд, после появления eink pearl и carta они стали по-настоящему чёрно-белыми, как мелованная бумага и шрифт от лазерного принтера. Может, плёнка на экран неудачная? Я по своему опыту рекомендую от плёнок воздержаться, даже хорошие плёнки с амазон здорово портят контраст. На paperwhite поставил стекло, на voyage не стал ничего клеить, пока полёт нормальный.

    • Zenitchik
      /#10519597

      Они батарейку практически не расходуют. При ежедневном чтении в метро — хватает на две недели.

    • vikarti
      /#10521437 / +1

      Нормальный eInk дисплей визуально лучше показывает текст (возможно субъективно… но все же)
      Дисплей энергию кушает только при перестройке что экономит энергию (и дает возможность сравнительно честно рекламировать сроки работы в недели) (да — подсветка eInk усложняет ситуацию но ее можно отключить да и мощность ниже)
      У eInk нет проблем под ярким солнечным светом. У обычных дисплеев с этим большие проблемы (на Galaxy Tab Active Samsung что-то вот сделал с дисплеем что там под ярким цветом перекашиваются цвета но видно относительно нормально но больше мне это нигде не встречалось)

  8. betrachtung
    /#10518237

    А зачем вообще что-то делать?

  9. mironoffe
    /#10518717

    А зачем?