Hva er en mikroaktuator?

Aktuatorer bruker vanligvis en energikilde for å flytte eller kontrollere mekaniske komponenter. De finnes ofte i motorer og forskjellige maskiner. Mange typer mekaniske enheter har blitt miniatyrisert gjennom årene, men denne prosessen krever vanligvis at de enkelte komponentene også er mye mindre. Miniaturisering i det 21. århundre har kommet til et punkt at mikroaktuatorer og andre deler er så små at det ofte må brukes kraftige mikroskop for å se dem. Industrielle prosesser som litografi og mikrobearbeiding brukes til å lage en mikroaktuator, og det er forskjellige typer som også kan lages.

En elektrostatisk mikroaktuator er en vanlig variant, men forskere kan også bygge elektromagnetiske varianter som kan produsere mer kraft til å gi energi til en enhet som en motor. Noen ganger er de vanskelige å lage, men er fremstilt med metoder som vanligvis brukes til å lage integrerte kretsløp. Motorer så små som 1 millimeter over er blitt laget, og har ofte blitt brukt av forskere for å sette inn små katetre i biologiske celler.

Det er også en piezoelektrisk mikroaktuator med komposittmaterialer som reagerer som på krystaller, som når de skyves på, skaper en elektrisk spenning. Tynne filmer kan avsettes på silisium som kan gi bevegelse over veldig korte avstander. De har noen ganger blitt brukt i miniatyrrotorer. Ultrasoniske mikroaktuatorer brukes ofte i små motorer innebygd i piezoelektriske enheter. Disse kan for eksempel integreres i autofokusmekanismer til små kameraer.

Bevegelige mekaniske komponenter kan bygges i liten skala, men en elektrostatisk mikroaktuator er vanligvis laget av et materiale som bøyer seg på grunnlag av elektriske ladninger. Bevegelse er generelt mikroskopisk i målestokk og det produseres en liten mengde kraft. Noen rotasjonsmotorer og lineære bevegelseskamdrivere er utviklet basert på dette prinsippet.

Mikroaktuatorer kan brukes til å bygge små speil for skjermer og projektorer. Mikroskopiske strømreléer og små mekanismer for å kontrollere harddisker bruker ofte slike miniatyrenheter. De kalles ofte mikroelektromekaniske systemer (MEMS), en kategori som inkluderer mange typer bevegelige deler i miniatyr.

Produksjon av mikroaktuatorer kan oppnås ved å etse deler i silikon. Litografi brukes ofte til å lage kretsløp. Lett, kjemikalier og et lag sammensatt av delene som skal tilsettes blir vanligvis kombinert i denne prosessen. Det ferdige produktet produseres vanligvis i lag, mens mikromaskinering ofte innebærer lasere og skanning av elektronmikroskop for eksempel å plassere individuelle atomer og celler. Begge prosesser kan brukes til å flytte mikroaktuatordeler og bygge en mikro-miniatyrenhet.