Μικροηλεκτρομηχανολογικά συστήματα και ο ρόλος τους στη σύγχρονη μηχανολογία

Abstract

Τα Μικροηλεκτρομηχανολογικά συστήματα, ή MEMS, είναι μια τεχνολογία που στην πιο γενική της μορφή μπορεί να οριστεί ως μικροσκοπικά μηχανικά και ηλεκτρομηχανικά στοιχεία (δηλαδή συσκευές και δομές) που κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας τις τεχνικές της μικροκατασκευής. Οι κρίσιμες φυσικές διαστάσεις των συσκευών MEMS μπορούν να ποικίλλουν από πολύ χαμηλό σημείο στο κάτω άκρο του δια στατικού φάσματος, μέχρι και τα χιλιοστά. Παρομοίως, οι τύποι συσκευών MEMS μπορούν να ποικίλουν από σχετικά απλές κατασκευές χωρίς κινούμενα στοιχεία, έως εξαιρετικά περίπλοκα ηλεκτρομηχανικά συστήματα με πολλαπλά κινούμενα στοιχεία υπό τον έλεγχο μιας ολοκληρωμένης μικροηλεκτρονικής. Το ένα βασικό κριτήριο των MEMS είναι ότι υπάρχουν τουλάχιστον ορισμένα στοιχεία, που αποτελούνται από κάποιο είδος μηχανικής λειτουργικότητας, ανεξάρτητα από το αν αυτά τα στοιχεία μπορούν να κινηθούν ή όχι. Ο όρος που χρησιμοποιείται για τον ορισμό των MEMS ποικίλλει σε διάφορα μέρη του κόσμου. Στις Ηνωμένες Πολιτείες καλούνται κατά κύριο λόγο MEMS, ενώ σε ορισμένα άλλα μέρη του κόσμου ονομάζονται «Τεχνολογία μικροσυστημάτων» ή «συσκευές μικρομηχανικής». Η μηχανολογία η οποία αποτελεί έναν από τους κυρίαρχους τομείς στη λειτουργία των MEMS φαίνεται να οδηγεί στην περεταίρω ανάπτυξη όλων των εμπλεκόμενων τεχνολογιών. Παραδείγματα αποτελούν ο έλεγχος ροής στα ρευστά, οι διάφοροι πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες αλλά και η ανάλυση της καταπόνησης, μέσω της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων. Επιπλέον, η ανάπτυξη των σύγχρονων αυτοκινήτων αποτελεί τις βάσεις της στα MEMS και στη συνδυασμένη λειτουργία τους με άλλες διαθέσιμες τεχνολογίες.