MEMS

Această intrare sau secțiune pe inginerie nu citează sursele necesare sau cele prezente sunt insuficiente. Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Acronimul MEMS înseamnă Micro Electro-Mechanical Systems și indică ce a produs tehnologia microscopică (aici vrem să spunem că dimensiunea medie a obiectelor luate în considerare este în jurul micrometrului), permițându-ne să transformăm nanotehnologia într- o realitate. Aceste dispozitive au fost recunoscute ca fiind una dintre cele mai promițătoare tehnologii ale secolului 21 , capabile să revoluționeze atât lumea industrială, cât și cea a produselor de larg consum. Microsistemele electromecanice nu sunt altceva decât un set de dispozitive de diferite tipuri (mecanice, electrice și electronice) integrate într-o formă foarte miniaturizată pe același substrat din material semiconductor, de exemplu siliciu , care combină proprietățile electrice ale semiconductorului integrate cu proprietăți opto -mecanice . Prin urmare, acestea sunt sisteme „inteligente” care combină funcții electronice, de gestionare a fluidelor, optice, biologice, chimice și mecanice într-un spațiu foarte mic, integrând tehnologia senzorilor și actuatorilor și cele mai diverse funcții de gestionare a proceselor. Cu toate acestea, se vorbește deja de sisteme nano-electromecanice sau NEMS , pentru a mărturisi evoluția foarte rapidă pe care o suferă tehnologia modernă, putând acum să reducă dimensiunea dispozitivelor produse la nanometru.

Operațiune

Funcționarea unui MEMS poate fi descrisă considerând circuitul integrat drept „creierul” sistemului care face posibilă monitorizarea mediului înconjurător prin intermediul celorlalte dispozitive („simțuri” și „brațe”) prezente pe același cip. În acest fel, sistemul colectează informații prin măsurarea fenomenelor mecanice, termice, biologice, optice și magnetice; electronica prelucrează informațiile derivate din senzori și reacționează permițând dispozitivelor de acționare să răspundă prin mișcări, poziționare, filtrare, pompare sau chiar verificând, prin aceiași senzori, variațiile care au avut loc în mediul înconjurător în intervalul de timp. Prin urmare, avem un sistem capabil să capteze informații din mediu prin traducerea mărimilor fizice în impulsuri electrice, să proceseze astfel de informații folosind logica adecvată și, în cele din urmă, să răspundă cu unele acțiuni.

Senzorii pot măsura fenomene de diferite tipuri: mecanic (sunete, accelerații și presiuni, pentru a numi câteva), termic (temperatura și fluxul de căldură), biologic (potențial celular), chimie (pH), optică (intensitatea radiației luminii, spectroscopie) , magnetic (intensitatea fluxului). Tehnologiile MEMS promit să revoluționeze categorii întregi de produse tocmai prin integrarea celor mai diverse funcții în același dispozitiv. Un mic cip de siliciu devine acum un senzor de presiune, acum un accelerometru, acum un giroscop și așa mai departe. Avantajele MEMS pot fi rezumate prin faptul că sunt capabili să îndeplinească aceleași funcții de detectare, procesare și acționare a obiectelor mult mai voluminoase și mai scumpe.

Aplicații

Tehnologia microsistemelor este adoptată în cele mai variate domenii de aplicare, dintre care multe se bazează pe oglinzi microscopice sau lentile oscilante în versiuni simple sau matrice care sunt utilizate pentru a crea dispozitive opto-electronice complexe, cum ar fi de exemplu: comutatoare pentru semnale laser , senzori pentru telescoape, lentile distorsionante, proiectoare și afișaje avansate, dar și senzori inerțiali , accelerometre de precizie, scanere de retină, obloane digitale, interferometre , senzori pentru măsurători sofisticate.

În domeniul electronicelor cu microunde (1 GHz - 100 GHz), dispozitivul MEMS este utilizat ca un singur comutator (sau comutator) pentru a realiza aplicații mai complexe, cum ar fi schimbătoarele de fază, rețelele potrivite, filtrele rezonante, rețelele de alimentare pentru antenele matrice și, în general, sisteme reconfigurabile.

MEMS sunt, de asemenea, utilizate pentru soluții noi în chimie și tehnologia bioingineriei. Printre aplicații, găsim micromotoare electrice cu un diametru de doi milimetri și o lungime de zece, inclusiv angrenaje planetare . Fabricarea dispozitivelor MEMS se bazează în esență pe metodele și instrumentele utilizate de microelectronică . Piesele electronice sunt de fapt realizate folosind procesele standard ale circuitelor integrate ; aceleași procese sunt utilizate și pentru fabricarea componentelor mecanice sau a altor componente. Integrarea elementelor mecanice, a senzorilor, a dispozitivelor de acționare și a circuitelor electronice în același substrat deschide noi posibilități în diferite sectoare.

Centre de cercetare din Italia

Chiar și în Italia lucrăm cu aceste tehnologii. Unul dintre cele mai avansate centre de cercetare, dezvoltare și producție MEMS din Europa este situat în Valea Aosta , în Arnad , în centrul tehnologic al grupului Olivetti Tecnost . Printre producțiile centrului se numără MEMS pentru capetele de imprimare ale imprimantelor. Cercetarea intenționează să studieze perspectivele și metodele de utilizare a accelerometrelor MEMS, utilizând instrumente de simulare și prototipuri experimentale. Acesta include două activități distincte: una în principal electronică, dedicată proiectării sistemelor de măsurare bazate pe accelerometre MEMS, cealaltă de natură computerizată / automată, destinată dezvoltării algoritmilor pentru utilizarea acestor sisteme. Cea mai mare fabrică europeană și una dintre cele mai mari din lume pentru producția MEMS este cea a STMicroelectronics și se află în Italia în Agrate Brianza . Aici sunt produse senzori pentru console de jocuri Nintendo sau playere media Apple, precum și cipuri microfluidice pentru capete de imprimare și aplicații medicale.

Elemente conexe

• NEMS
• Bio-MEMS
• Lab-on-a-chip
• ST Microelectronics
• Giroscop
• Accelerometru
• Nanotehnologii

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe MEMS

linkuri externe

• Videoclip MEMS , pe memsuniverse.com .

Portalul de fizică

Portal de inginerie