Hva er MEMS?

MEMS står for Micro Electro-Mechanical Systems , og refererer til funksjonelle maskinsystemer med komponenter målt i mikrometer. MEMS blir ofte sett på som et springbrett mellom konvensjonelt makroskala-maskineri og futuristisk nanomaskineri. MEMS-forløpere har eksistert en stund i form av mikroelektronikk, men disse systemene er rent elektroniske, ikke i stand til å behandle eller levere ut annet enn en serie elektriske impulser. Imidlertid er moderne MEMS-fremstillingsteknikker stort sett basert på den samme teknologien som brukes til å produsere integrerte kretsløp, det vil si filmavsetningsteknikker som benytter fotolitografi.

I stor grad betraktet som en muliggjørende teknologi i stedet for et mål i seg selv, blir fabrikasjon av MEMS sett av ingeniører og teknologer som et nytt velkomment fremskritt i vår evne til å syntetisere et bredere spekter av fysiske strukturer designet for å utføre nyttige oppgaver. Oftest nevnt i forbindelse med MEMS er ideen om en "lab-on-a-chip", en enhet som behandler ørsmå prøver av et kjemikalie og gir nyttige resultater. Dette kan vise seg å være ganske revolusjonerende innen medisinsk diagnose, der laboratorieanalyse resulterer i ekstra kostnader for medisinsk dekning, forsinkelser i diagnosen og upraktisk papirarbeid.

MEMS er fremstilt på en av to måter: enten gjennom overflatemikromaskinering, hvor påfølgende lag av materiale blir avsatt på en overflate og deretter etset for å forme, eller gjennom bulkmikromaskinering, hvor selve underlaget er etset for å produsere et sluttprodukt. Overflatemikromaskinering er vanligst fordi den bygger på fremskritt for integrerte kretsløp. Unik for MEMS, avsetningsteknikker etterlater noen ganger "offerlag", lag med materiale som er ment å være oppløst og vasket bort ved slutten av fabrikasjonsprosessen, og etterlater en gjenværende struktur. Denne prosessen gjør det mulig for en MEMS-enhet å ha kompleks struktur i tre dimensjoner. Ulike mikroskala gir, pumper, sensorer, rør og aktuatorer er blitt produsert, og noen av dem er allerede integrert i hverdagens kommersielle produkter.

Eksempler på moderne MEMS-bruk inkluderer blekkskrivere, akselerometre i biler, trykksensorer, høypresisjonsoptikk, mikrofluidikk, overvåking av individuelle nevroner, kontrollsystemer og mikroskopi. Det er foreløpig ikke noe slikt som et produktivt mikroskalemaskinsystem i størrelsesorden av produktive makroskala-samlebånd, men det ser ut til at oppfinnelsen av en slik anordning bare er et spørsmål om tid. Utsiktene til produksjon med MEMS er spennende fordi matriser av slike systemer som fungerer i tangens kan være vesentlig mer produktive enn makroskala-systemer som bruker samme volum og bruker samme mengde energi. En fremtredende begrensning vil imidlertid være at makroskaleprodukter bygd av mikroskala maskinsystemer primært må være sammensatt av prefabrikkerte mikroskala byggesteiner.