spot_img

Super-jaki metal napravljen za potrebe novih tehnoloških granica

Tehnološka budućnost svega od automobila, mlaznih motora, pa sve do naftnih platformi, uključujući sprave, uređaje i komunalne usluge koje sadrže internet, zavisit će od mikroskopskih senzora

Inženjeri su razvili snažan, izdržljiv novi materijal koji olakšava oblikovanje naprednih MEMS senzora potrebnih za internet.

Problem je što su ovi senzori uglavnom izrađeni od silicijskog materijala, koji ima svoje granice. Naučnici i inženjeri sa razvijaju novi materijal koji obećava da će osigurati da se ti senzori (također poznati kao mikroelektromehanički sistemi) i dalje mogu zadovoljiti zahtjeve novih tehnoloških granica.

Cilj je izraditi MEMS senzore iz složenijih materijala koji su otporniji na štetu i bolje provođenje topline i električne energije. Ovaj projekat je nastao kao rad grupe studenata, istraživača, naučnika, postdoktorskih saradnika i fakulteta u Whitingu. Većina MEMS uređaja ima unutrašnje strukture manje od širine niti ljudske kose koje su oblikovane od silicija. Ovi uređaji dobro funkcionišu na prosječnim temperaturama, ali količine toplote od nekoliko stotina stepeni  uzrokuju gubitak čvrstoće i sposobnosti provođenja elektroničkih signala. Silicij je također vrlo krhak i sklon je lomu. Iz tih razloga, iako je silicij već nekoliko generacija u središtu MEMS tehnologija,kao materijal nije idealan, naročito pod visokim toplinskim i fizičkim pristiskom. Ove aplikacije zahtijevaju razvoj naprednih materijala s većom čvrstoćom, gustinom, električnom i toplinskom vodljivosti,  koji drže oblik i mogu biti izrađeni i oblikovani na mikroskopskoj razini. MEMS materijali s ovim paketom osobina trenutno nisu dostupni.

Potraga za novim materijalima dovela je istraživače do ideje da razmotre kombinacije metala koji sadrže nikal, koji se obično koristi u naprednim građevinskim materijalima. Na primjer, superlegure na bazi nikla koriste se za izradu mlaznog motora. S obzirom na potrebu za dimenzijskom stabilnošću, istraživači su eksperimentisali ss dodavanjem metala molibdena i volframa u nadi da će obuzdati stepen do kojeg se čisti nikal širi u toplini. U komadu opreme veličine frižidera, u laboratoriju Johns Hopkins, tim je došao do rješenja u kojem ioni isparavaju legure u atome, postavljajući ih na površinu ili podlogu. To je stvorilo film koji se može jednostavno otkloniti i kreirajući tako slobodne filmove prosječne debljine 29 mikrona – manje od debljine ljudske kose.

Ovi samostalni legirani filmovi pokazali su izvanredna svojstva. Prilikom razvlačenja, pokazali su čvrstoću rastezanja – što znači sposobnost održavanja oblika bez deformisaanja ili lomljenja – tri puta veću od visoke čvrstoće čelika. Dok neki materijali imaju slične prednosti, oni se ne drže pod visokim temperaturama ili se ne mogu lako oblikovati u MEMS komponente. Atomska struktura jača materijal i ima dodanu prednost da ne utiče na sposobnost materijala da provodi električnu energiju.

Filmovi mogu izdržati visoke temperature i termički i mehanički su stabilni. Članovi tima su zauzeti planiranje sljedećeg koraka razvoja, koji uključuje oblikovanje filmova u MEMS komponente.

m-Kvadrat

POVEZANI ČLANCI

Comments

OSTAVITI ODGOVOR

Molimo unesite komentar!
Ovdje unesite svoje ime

NOVE OBJAVE