O que são MEMS?
MEMS significa Micro Electro-Mechanical Systems , referindo-se a sistemas funcionais de máquinas com componentes medidos em micrômetros. O MEMS é frequentemente visto como um trampolim entre as máquinas de macroescala convencionais e as nanomáquinas futuristas. Os precursores de MEMS existem há algum tempo na forma de microeletrônica, mas esses sistemas são puramente eletrônicos, incapazes de processar ou produzir qualquer coisa, exceto uma série de impulsos elétricos. No entanto, as técnicas modernas de fabricação de MEMS são amplamente baseadas na mesma tecnologia usada para fabricar circuitos integrados, isto é, técnicas de deposição de filmes que empregam fotolitografia.
Em grande parte considerada uma tecnologia capacitadora, e não um fim em si mesma, a fabricação de MEMS é vista por engenheiros e tecnólogos como outro avanço bem-vindo em nossa capacidade de sintetizar uma ampla gama de estruturas físicas projetadas para executar tarefas úteis. Mais frequentemente mencionada em conjunto com os MEMS é a idéia de um "lab-on-a-chip", um dispositivo que processa pequenas amostras de um produto químico e retorna resultados úteis. Isso pode ser bastante revolucionário na área de diagnóstico médico, onde a análise laboratorial resulta em custos adicionais para cobertura médica, atrasos no diagnóstico e papelada inconveniente.
Os MEMS são fabricados de uma de duas maneiras: através da micro-usinagem de superfície, na qual camadas sucessivas de material são depositadas em uma superfície e depois gravadas para moldar, ou através da micro-usinagem a granel, onde o próprio substrato é gravado para produzir um produto final. A micro-usinagem de superfície é mais comum porque se baseia nos avanços dos circuitos integrados. Exclusivas para os MEMS, as técnicas de deposição às vezes deixam para trás "camadas de sacrifício", camadas de material que devem ser dissolvidas e lavadas no final do processo de fabricação, deixando uma estrutura restante. Esse processo permite que um dispositivo MEMS tenha estrutura complexa em 3 dimensões. Várias engrenagens em microescala, bombas, sensores, tubos e atuadores foram fabricados e alguns deles já estão integrados aos produtos comerciais do dia a dia.
Exemplos do uso moderno dos MEMS incluem impressoras a jato de tinta, acelerômetros em automóveis, sensores de pressão, ótica de alta precisão, microfluídica, monitoramento de neurônios individuais, sistemas de controle e microscopia. Atualmente, não existe um sistema de máquina de microescala produtiva na ordem das linhas de montagem de macroescala produtivas, mas parece que a invenção de um dispositivo desse tipo é apenas uma questão de tempo. A perspectiva de fabricar com MEMS é empolgante porque matrizes de tais sistemas trabalhando em tangente podem ser substancialmente mais produtivas do que sistemas de macroescala que ocupam o mesmo volume e consomem a mesma quantidade de energia. Uma limitação importante, no entanto, seria que os produtos de macroescala construídos por sistemas de máquinas em microescala precisariam ser compostos principalmente de blocos de construção em microescala pré-fabricados.