以百分之一度开发纳米切割的新技术

作为49发射器阵列的一部分的七个发射器的外部行。由于逐层制造，发射器外部的扇形孔可见。

来自麻省理工学院的研究人员已经开发了用于以当前成本的百分之一的百分之一建立微机电系统的新技术。

微机电系统 - 或MEMS - 2014年的120亿美元业务。但是，只有少数设备，诸如重新定位大多数智能手机的屏幕的加速度计是主导的。

这是因为制造MEMS传统上需要复杂的半导体制造设施，这是花费成本为成本以构建成本。潜在的有用的MEMS在发展中略有拓宽，因为他们没有足够大的市场来证明初始资本投资的生产。

MIT MicroSystems Technologies Laboratories的研究人员的两篇论文提供了可能会改变的希望。在一个研究人员中，研究人员表明，使用桌面设备制造的基于MEMS的气体传感器至少表现为包括在传统生产设施的商业传感器。

另一方面，他们表明桌面制造装置的中心部件本身可以用三维打印机构建。这些论文表明，广泛使用的MEMS气体传感器可以以百分之一的成本生产，没有质量损失。

研究人员的制作装置申请了许多使常规MEMS制造昂贵的要求。“我们正在做的添加剂制造是基于低温而没有真空，”麻省理工学院MicroSystems技术实验室和高级作家的主要研究科学家Luis FernandoVelásquez-García说。“我们使用的最高温度可能是60摄氏度。在芯片中，您可能需要种植氧化物，从而长达1,000摄氏度。在许多情况下，反应器需要这些高真空以防止污染。我们还非常快速地制作设备。我们报告的设备从头到尾的几个小时内完成。“

欢迎抵抗

多年来，Velásquez-garcía一直在研究制造技术，这些技术涉及在受到强电场时喷射微观流体的致密排放器阵列。对于燃气传感器，Velásquez-garcía和安东尼泰勒，来自英国公司爱德华兹的访问研究员，使用所谓的“内部喂食发射器”。这些具有圆柱形孔的发射器，使流体通过它们。

在这种情况下，流体含有微小的石墨烯涂料。在2004年发现，石墨烯是一种原子厚的碳形式，具有显着的电性能。Velásquez-garcía和泰勒利用它们的发射器在硅衬底上以规定的图案喷洒流体。流体迅速蒸发，留下石墨烯涂料的涂层仅厚的几十纳米。

薄片如此薄，与气体分子的相互作用以可测量的方式改变它们的阻力，使它们可用于感测。“我们用一家花费数百美元的商业产品跑到了燃气传感器前往头部，”Velásquez-garcía说。“我们所表明的是它们是准确的，而且它们更快。我们以非常低的成本 - 可能是美分 - 与商业同行一样有效或更好。“

为了生产这些传感器，Velásquez-garcía和泰勒使用了使用常规过程建造的电喷雾发射器。然而，在12月份的微机电系统，Velásquez-garcía使用实惠的高质量3-D打印机报告，生产塑料电喷剂发射器，其尺寸和性能与产生气体传感器的发射器的匹配。

订购

除了使电喷雾设备更具成本效益外，Velásquez-garcía表示，3-D打印还可以更轻松地为特定应用定制它们。“当我们开始设计它们时，我们什么都不知道，”Velásquez-garcía说。“但在本周末，我们可能有15代设备，每个设计都比以前的版本更好。”

事实上，Velásquez-garcía说，电喷雾的优点在使现有的MEMS器件能够更便宜地更便宜，因为在推动全新的设备时。除了制造小型市场的MEMS产品经济高效，电喷雾还可以使产品与现有的制造技术不兼容。

“在某些情况下，MEMS制造商必须在他们打算基于模型的情况下妥协，以及您可以根据微制造技术进行的，”Velásquez-garcía说。“只有一些设备，适合拥有大市场而不是具有子公开表现的描述。”

Melásquez-garcía说，电喷雾也可能导致新的生物传感器。“它允许我们存放与高温半导体制造，如生物分子不兼容的材料，”他说。

“肯定的是，该论文打开了制造天然气微传感器的新技术途径，”波兰弗罗茨瓦夫理工大学的微版化划分公司负责人Jan Dziuban说。“从技术角度来看，该过程可能很容易适应大规模制造。”

“但必须在统计上证明有希望的结果，”他注意到了。“个人经验告诉我，利用纳米结构材料的新传感器具有很多非常有希望的材料，这些材料已在高水平的科学论文中发表，并未导致可靠的产品。”

刊物：

Anthony P Taylor和Luis FVelásquez-García，“电喷雾印刷纳米结构石墨烯氧化物气体传感器”，纳米技术，2015; DOI：10.1088 / 0957-4484 / 26/50 / 505301Velasquez-Garcia，L.F.，“SLA 3-D印刷的小型化，内部供给，聚合物电喷雾发射器”，“微电机电系统，2015年Chinog”; DOI：10.1109 / JMEMS.2015.2475696