I sistemi microelettromeccanici (MEMS) sono dispositivi incredibilmente piccoli, spesso costruito sulla scala dei milionesimi di metro. Le strutture MEMS convenzionali tendono ad essere realizzate con materiali a base di silicio familiari all'industria della microelettronica, ma questo ignora una serie di materiali utili come altri semiconduttori, ceramica, e metalli. Utilizzando una varietà di materiali non comunemente associati alla tecnologia MEMS, un team della Brigham Young University (BYU) a Provo, Lo Utah ha creato microstrutture più forti che possono formare precise, forme 3D alte e strette – caratteristiche che non erano mai state possibili prima nei MEMS. I ricercatori presenteranno le loro ultime scoperte all'AVS 59th International Symposium and Exhibition, tenutosi dal 28 ottobre al 2 novembre a Tampa, Fla.
Per rompere la barriera dei materiali MEMS, i ricercatori hanno ideato un nuovo processo di produzione chiamato microfabbricazione modellata con nanotubi di carbonio (CNT-M). Usa fantasia, array di nanotubi di carbonio allineati verticalmente chiamati foreste come impalcature di microfabbricazione 3-D. Con questa impalcatura, i ricercatori possono creare precisi, microstrutture alte e fini. Ma le foreste sono estremamente fragili. Per renderli più resistenti, il team ha sostituito gli spazi d'aria tra i nanotubi di carbonio con un materiale di riempimento mediante deposizione atomica.
Il team ha utilizzato la nuova struttura CNT-M per fabbricare componenti metallici in tungsteno, molibdeno e nichel. Questi metalli forniscono proprietà desiderabili per applicazioni e componenti MEMS, compresa l'elevata conduttività elettrica e termica, alte temperature di fusione, resistenza alla corrosione, bassa dilatazione termica e durezza.
I progressi del team BYU aprono la porta alla manipolazione della materia in modi nuovi che ottimizzano l'efficienza, prestazioni e costi in una vasta gamma di settori, compresa la medicina, immagini, informatica, sintesi dei materiali, sintesi chimica, e stampa. La maggior parte dei processi biologici e biomedici avviene su scala nanometrica. Lo sviluppo di modelli e modelli su questa scala consente agli scienziati di interagire con, controllare e sfruttare l'insolito fisico, chimico, meccanico, e proprietà ottiche dei materiali in sistemi naturalmente minuscoli.
Già, i ricercatori della BYU hanno utilizzato con successo la loro nuova tecnica per realizzare dispositivi di rilevamento chimico in grado di convalidare le reazioni chimiche durante la produzione farmaceutica. Membro del team Robert C. Davis, dottorato di ricerca, immagina che un giorno CNT-M potrebbe persino svolgere un ruolo nell'ideazione di nuove batterie di maggiore durata.
