۱-۲-۲: کاربرد در پزشکی
یکی از کاربردهای MEMS در پزشکی، حسگرهای یکبار مصرف فشار خون میباشد. این حسگرها به سیاهرگ بیمار وصل شده و فشار خون را اندازه میگیرند. قیمت کم، عدم نیاز به استریل کردن و کالیبره کردن مجدد از مزایای این حسگرها نسبت به انواع قدیمی میباشد.این حسگرها شامل یک زیرلایه از جنس سیلیکون میباشند که با عملیات خوردگی، یک غشاء روی آن ایجاد میشود و به یک زیرلایه دیگر وصل می شود. یک لایهپاییزومقاومت نیز روی غشاء و در نزدیکی لبه ها قرار میگیرد. فشار اعمالی باعث تغییر شکل غشاء و در نتیجه اعمال کرنش به لایه پاییزومقاومت می شود که این کرنش مکانیکی به ولتاژ الکتریکی تبدیل می شود.
۱-۲-۳: کاربرد در الکترونیک
از دیگر کاربردهای موفقیت آمیز MEMS می توان هد چاپگرهای جوهرافشان را نام برد. یک چاپگر جوهرافشان با بهره گرفتن از تعدادی نازل، ذرات میکرو جوهر را به طور مستقیم بر روی کاغذ میپاشد.مکانیسمهای مختلفی برای پاشیدن جوهر وجود دارد که روشهای حرارتی و پاییزوالکتریک از انواع پرکاربردتر می باشند.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
در تکنولوژی حرارتی، از تشکیل و انبساط یک حباب در جوهر، در اثر حرارت استفاده می شود.درون هد، تعدادی مقاومت کوچک که به گرمکن معروفند وجود دارد. این مقاومتها با کنترل ریزپردازندهها در زمانی کمتر از ۳ میکروثانیه داغ میشوند. جوهر روی هر مقاومت گرم شده و باعث بخار شدن جوهر و تشکیل حباب میشود. با انبساط حباب مقداری جوهر از نازل خارج می شود و روی کاغذ مینشیند. با سرد شدن و فروکش کردن حباب، خلایی در هد ایجاد شده که باعث می شود جوهر از مخزن به هد ریخته شود.
MEMS با کوچکتر کردن المانهای حرارتی و دیگر اجزاء ما را قادر می سازد که تعداد بیشتری نازل در هد قرار دهیم.در چاپگرهای اولیه ۱۲ نازل وجود داشت که تفکیک ۹۲dpi تولید می کردند. ولی اکنون تا ۶۰۰ نازل وجود دارد که تفکیک dpi1200تولید میکنند.
۱-۳: سیستمهای جدید مرتبط با MEMS
تجربیات به دست آمده از کاربردهای اخیرMEMS، این تکنولوژی را قادر ساخته که در زمینه های جدیدی چونBioMEMS، مخابره بدون سیم اطلاعات شامل مخابرات نوری (MOEMS) و مخابرات فرکانس رادیویی (RFMEMS)هم فعالیت کند.
۱-۳-۱: سیستم های میکروالکترومکانیکی زیستی
در طی سالهای اخیر محصولات ابتکاری توسط شرکتهای تولیدی BioMEMS ساخته شده که کاربردهای زیادی در پزشکی و درمان بیماریها داشته اند. یک نمونه از این وسایل میکرودستگاه تزریق انسولین در داخل بدن است که در انواع اولیه سیگنال تحریک خود را از بیرون بدن از طریق سیم دریافت میکرد. در انواع پیشرفته تر کنترل بدون سیم شده و در نهایت، هدف، ساخت وسیلهای است که با حسگرهای موجود روی همان تراشه در درون بدن و در پاسخ به سیگنال های درون بدن تحریک شود.
۱-۳-۲: سیستمهای میکرواپتوالکترومکانیکی
رشد هولناک ترافیک و انتقال اطلاعات ناشی از رشد سریع اینترنت باعث استفاده از روش های سریعتر انتقال اطلاعات شد. تکنولوژی کنونی جریان اطلاعات را کند می کند چون سیگنالهای نوری را برای انتقال، به اطلاعات الکترونیکی تبدیلمیکند و بعد دوباره به سیگنالهای نوری برمیگرداند ولی درMOEMS، دیگر برای انتقال اطلاعات، نیازی به تبدیل الکترونیکی نیست و در نتیجه سرعت و بازده بیشتری دارند.
مهمترین قطعات MOEMS شامل موجبرها، سوئیچهای نوری، فیلترها، آشکارسازها و … میباشند. سایز کوچک، قیمت و توان مصرفی کم، دوام مکانیکی، دقت و سرعت سوییچینگ بالا از مزایای این قطعات هستند که در شبکه تلفن بسیار کارا میباشند.
۱-۳-۳: سیستمهای میکروالکترومکانیکی فرکانس بالا
RFMEMS یکی از عرصه های سریع پیشرفت MEMS میباشد که برای کاربرد در الکترونیک و به ویژه موبایل و دیگر انتقال اطلاعات بیسیم مثل رادار،سیستم های ماهوارهای موقعیتیابی جهانی(GPS) و آنتنهای قابل تنظیم بسیار مفید میباشند.
MEMS در کنار کاهش قیمت و سایز این قطعات، بازده و قابلیت اطمینان آنها را افزایش میدهد. با MEMS موبایلها به اندازه ساعتمچی کوچک شده و توان مصرفی آنها هم به شدت کاهش مییابد.
در ادامه فهرست مختصری از دستگاههایی که از فناوری MEMS استفاده کردهاند آمده است:
-
- وسایل کمک بینایی و کمک شنوایی، پروتزهایی برای چشم و گوش
-
- سیستم هایی برای شبیهسازی عصبی
-
- سیستمهای تزریق دارویی (دزدهی) کاشته شده در بدن
-
- میل جراحی در جراحی با آسیب کم
-
- آندوسکوپی با آندوسکوپهای فعال
-
- میکروسیستمهای ذخیره اطلاعات
-
- دستگاه پخش کننده CD
-
- وسایل کنترلی (حسگرها) برای محصولاتی نظیر خودرو
-
- کاربردهای کنترل محیط زیست، شیمی و کشاورزی
-
- سیستم های تجزیه و تحلیل و حسگرهای شیمیایی
-
- کنترل و مشاهده مستقیم تولید و انتشار گاز
-
- مبارزه با حشرات موذی با میکرورباتها (به جای استفاده از مواد شیمیایی خطرناک)
-
- تولید تراشه ها در فضای کوچک
-
- ابزار و وسایل کنترلی در صنعت
-
- رباتهای صنعتی
-
- میکرورباتها برای کنترل تولید
-
- میکرووسایل و ابزارآلات کوچک برای تونل های باد، هوانوردی، سفرهای فضایی (میکرو و نانو ماهواره ها)، حسگرهای اصطکاک و سایش
-
- علم مواد
-
- میکروسکوپهای روبشی
-
- …
در اشکال زیر نیز نمونههایی از MEMS نشان داده شده است:
شکل ۱-۷: یک مورچه در زیر میکروسکوپ الکترونی که یک میکرو چرخ دنده ساخته شده از نیکل را نگه داشته است.
شکل ۱-۸: نمونه مینیاتوری اولین خودروی مسافربری تویوتا به نام DENSO ساخته شده توسط MEMS که با سرعت ۵ الی ۶ میلی متر در ثانیه حرکت می کند.
شکل ۱-۹: کوچکترین گیتار جهان به طول ۱۰ میکرومتر با ۶ سیم هر کدام به ضخامت ۵۰ نانومتر.
شکل ۱-۱۰: میکروپمپ تحت اثر نیروی مغناطیسی
الف ب
شکل ۱-۱۱:الف)پاهای یک حشره بر روی چرخ دنده های میکروماشینکاری شده ، ب) موی انسان در مقایسه با میکروموتور.