Hvad er MEMS?
MEMS står for Micro Electro-Mechanical Systems , der henviser til funktionelle maskinsystemer med komponenter målt i mikrometer. MEMS betragtes ofte som et springbræt mellem konventionelt makroskala-maskiner og futuristisk nanomaskineri. MEMS-forløbere har eksisteret i et stykke tid i form af mikroelektronik, men disse systemer er rent elektroniske, ude af stand til at behandle eller udsende alt andet end en række elektriske impulser. Imidlertid er moderne MEMS-fremstillingsteknikker stort set baseret på den samme teknologi, der anvendes til fremstilling af integrerede kredsløb, det vil sige filmaflejringsteknikker, der anvender fotolitografi.
Fremstillingen af MEMS betragtes i vid udstrækning som en muliggørelsesteknologi snarere end et mål i sig selv af ingeniører og teknologer som et andet velkomment fremskridt i vores evne til at syntetisere en bredere vifte af fysiske strukturer designet til at udføre nyttige opgaver. Oftest nævnt i forbindelse med MEMS er ideen om en "lab-on-a-chip", en enhed, der behandler små prøver af et kemikalie og giver nyttige resultater. Dette kan vise sig at være ret revolutionerende inden for medicinsk diagnose, hvor laboratorieanalyse resulterer i ekstra omkostninger til medicinsk dækning, forsinkelser i diagnosen og upraktisk papirarbejde.
MEMS fremstilles på en af to måder: enten gennem overflademikromachinering, hvor successive lag af materiale aflejres på en overflade og derefter ætses til form eller gennem bulkmikromachinering, hvor selve underlaget er ætset for at fremstille et slutprodukt. Overflademikromaskiner er mest almindelige, fordi det bygger på fremskridtene fra integrerede kredsløb. Unik for MEMS, aflejringsteknikker efterlader undertiden "ofre lag", lag af materiale, der er beregnet til at blive opløst og vasket væk efter afslutningen af fremstillingsprocessen, hvilket efterlader en resterende struktur. Denne proces giver en MEMS-enhed mulighed for at have en kompleks struktur i 3 dimensioner. Forskellige mikroskalaudstyr, pumper, sensorer, rør og aktuatorer er blevet fremstillet, og nogle af dem er allerede integreret i hverdagens kommercielle produkter.
Eksempler på moderne MEMS-brug inkluderer inkjetprintere, accelerometre i biler, trykfølerer, høj præcisionsoptik, mikrofluidik, overvågning af individuelle neuroner, kontrolsystemer og mikroskopi. Der er i øjeblikket ikke sådan noget som et produktivt mikroskala-maskinsystem i rækkefølge af produktive makroskala-samlebånd, men det ser ud til, at opfindelsen af en sådan enhed kun er et spørgsmål om tid. Udsigterne til fremstilling med MEMS er spændende, fordi matriser af sådanne systemer, der fungerer i tangens, kunne være væsentligt mere produktive end makroskala-systemer, der optager det samme volumen og forbruger den samme mængde energi. En fremtrædende begrænsning ville imidlertid være, at makroskala-produkter, der er bygget af mikroskala-maskinsystemer, primært skulle være sammensat af præfabrikerede mikroskala-byggesten.