Wat is een microactuator?
Actuatoren gebruiken over het algemeen een energiebron om mechanische componenten te verplaatsen of te besturen. Ze worden vaak gevonden in motoren en verschillende machines. Vele soorten mechanische apparaten zijn in de loop der jaren geminiaturiseerd, maar dit proces vereist doorgaans dat de afzonderlijke componenten ook veel kleiner zijn. Miniaturisatie in de 21ste eeuw is zo ver gevorderd dat microactuators en andere delen zo klein zijn dat vaak krachtige microscopen moeten worden gebruikt om ze te zien. Industriële processen zoals lithografie en microbewerking worden gebruikt om een microactuator te maken, en er zijn verschillende soorten die ook kunnen worden gemaakt.
Een elektrostatische microactuator is een veel voorkomende variëteit, maar wetenschappers kunnen ook elektromagnetische variëteiten bouwen die meer vermogen kunnen produceren om een apparaat als een motor van energie te voorzien. Ze zijn soms moeilijk te maken, maar zijn vervaardigd met methoden die meestal worden gebruikt voor het maken van geïntegreerde schakelingen. Er zijn motoren van slechts 1 mm over gemaakt en deze worden door onderzoekers vaak gebruikt om kleine katheters in biologische cellen in te brengen.
Er is ook een piëzo-elektrische microactuator met composietmaterialen die op dezelfde manier reageren als kristallen, die bij het indrukken een elektrische spanning veroorzaken. Dunne films kunnen worden afgezet op silicium dat beweging over zeer korte afstanden kan produceren. Ze zijn soms gebruikt in micro-miniatuurrotoren. Ultrasone microactuators worden vaak gebruikt in kleine motoren ingebouwd in piëzo-elektrische apparaten. Deze kunnen bijvoorbeeld worden geïntegreerd in autofocusmechanismen van kleine camera's.
Bewegende mechanische componenten kunnen op kleine schaal worden gebouwd, maar een elektrostatische microactuator is meestal gemaakt van een materiaal dat buigt op basis van elektrische ladingen. Beweging is over het algemeen microscopisch klein en er wordt een kleine hoeveelheid kracht geproduceerd. Sommige rotatiemotoren en lineaire bewegingskamaandrijvingen zijn op dit principe ontwikkeld.
Microactuators kunnen worden gebruikt om kleine spiegels te bouwen voor displays en projectoren. Microscopische stroomrelais en kleine mechanismen om harde schijven te bedienen maken vaak gebruik van dergelijke miniatuurapparaten. Ze worden vaak Micro-Elektromechanische Systemen (MEMS) genoemd, een categorie die vele soorten miniatuur bewegende delen omvat.
Productie van microactuators kan worden bereikt door delen in siliconen te etsen. Lithografie wordt vaak gebruikt voor het maken van circuits. Licht, chemicaliën en een laag die bestaat uit de toe te voegen delen worden typisch gecombineerd in dit proces. Het eindproduct wordt meestal in lagen geproduceerd, terwijl bij micro-bewerking vaak lasers en scanning-elektronenmicroscopen worden gebruikt om bijvoorbeeld individuele atomen en cellen te plaatsen. Beide processen kunnen worden gebruikt om microactuatoronderdelen te verplaatsen en een microminiatuurapparaat te bouwen.