Ученые из Национальной лаборатории Сандия (Sandia National Laboratories) Департамента энергии США сконструировали микроскопическую кремниевую цепь, по форме похожую на велосипедную.

Новое изделие будет использовано в основном в качестве привода для микроэлектромеханических устройств (MEMS). Подобно ременной передаче, широко применяемой в промышленности прошлого века, цепь позволит эффективно управлять машиной, находящейся на значительном (по меркам микромира) расстоянии от подключенного к ней мотора.

Выдающиеся механические свойства цепочки, по мнению исследователей, позволят к тому же повысить мощность заслонок миниатюрных фотокамер, сконструировать точные микроскопические таймеры и другие устройства, предназначенные для нужд вычислительной техники и молекулярной биологии.

Ангелина Федорова

Источник: Eurekalert!

От редакции нашего сервера: Расстояние между центрами тяжести звеньев составляет около 50 мкм. Применение такой цепи позволит отказаться от традиционных конфигураций микродвигателей, в которых каждое микроэлектромеханическое устройство оснащено отдельным независимым приводом, и где необходимо тесно располагать большое число микромоторов. По словам одного из инженеров лаборатории, Эда Вернона (владельца патента на кремниевую микроцепь), именно эти приводы "занимают бОльшую часть "недвижимости" на чипах". Вернон также предположил, что это изобретение можно будет использовать для управления затворами микрокамер и механической синхронизации.

В отличие от поршневых систем, здесь не требуется дискретных возвратно-поступательных движений. Наоборот, в механической системе, где в качестве привода используется цепь или ременная передача возможны как непрерывная, так и прерывистая передача энергии от мотора.
Выбор в данном конкретном случае пал именно на цепь, поскольку кремниевые ленты, будучи одновременно и гибкими и прочными, обладают также и существенной упругостью (растяжимостью), что приводит к передаче излишнего момента на шестерни, если они расположены не в линию. С другой стороны, каждое из звеньев цепи может составлять угол до 52 градусов по отношению к соседнему звену (в обе стороны), не создавая дополнительного давления на опору (шестерню). Это в значительной мере развязывает руки конструкторам в отношении взаимного расположения элементов MEMS.
Без поддержки такая микроцепь может достигать 500 микрон. Для более длинных образцов требуется дополнительный натяжитель.

Источник: Sandia Lab News
Иллюстрации: Национальная лаборатория Sandia США.