Che cos'è un microattuatore?
Gli attuatori utilizzano generalmente una fonte di energia per spostare o controllare i componenti meccanici. Si trovano spesso in motori e macchine varie. Molti tipi di dispositivi meccanici sono stati miniaturizzati nel corso degli anni, ma questo processo richiede in genere che anche i singoli componenti siano molto più piccoli. La miniaturizzazione nel 21 ° secolo è progredita al punto che i microattuatori e le altre parti sono così piccoli che spesso è necessario utilizzare potenti microscopi per vederli. Processi industriali come litografia e microlavorazione sono usati per creare un microattuatore e ci sono anche vari tipi che possono essere realizzati.
Un microattuatore elettrostatico è una varietà comune, ma gli scienziati possono anche creare varietà elettromagnetiche in grado di produrre più energia per alimentare un dispositivo come un motore. A volte sono difficili da realizzare, ma sono fabbricati con metodi tipicamente usati per realizzare circuiti integrati. Sono stati realizzati motori piccoli circa 0,04 pollici (1 millimetro) e sono stati spesso utilizzati dai ricercatori per inserire piccoli cateteri nelle cellule biologiche.
C'è anche un microattuatore piezoelettrico con materiali compositi che reagiscono in modo simile ai cristalli, che quando vengono spinti creano una tensione elettrica. I film sottili possono essere depositati su silicio che può produrre movimento su distanze molto brevi. A volte sono stati usati nei micro rotori in miniatura. I microattuatori a ultrasuoni vengono spesso utilizzati in piccoli motori integrati in dispositivi piezoelettrici. Questi possono essere integrati nei meccanismi di messa a fuoco automatica di piccole fotocamere, ad esempio.
I componenti meccanici mobili possono essere costruiti su piccola scala, ma un microattuatore elettrostatico è in genere costituito da un materiale che si piega sulla base di cariche elettriche. Il movimento è generalmente microscopico in scala e viene prodotta una piccola quantità di forza. Sulla base di questo principio sono stati sviluppati alcuni motori rotativi e azionamenti a pettine a movimento lineare.
I microattuatori possono essere utilizzati per costruire piccoli specchi per display e proiettori. Relè microscopici di corrente e piccoli meccanismi per controllare i dischi rigidi fanno spesso uso di tali dispositivi in miniatura. Sono spesso chiamati Micro-Electromechanical Systems (MEMS), una categoria che include molti tipi di parti mobili in miniatura.
La produzione di microattuatori può essere realizzata incidere parti in silicone. La litografia viene spesso utilizzata per realizzare circuiti. Luce, sostanze chimiche e uno strato composto dalle parti da aggiungere vengono generalmente combinati in questo processo. Il prodotto finito viene solitamente prodotto a strati, mentre la microlavorazione comporta spesso laser e microscopi elettronici a scansione, ad esempio per posizionare singoli atomi e celle. Entrambi i processi possono essere utilizzati per spostare le parti del microattuatore e costruire un dispositivo micro-miniatura.