Revista >> Numarul 88 [Septembrie 2006] >> Cercetare

Perspective ale domeniului micro- si nanotehnologii

Acad. Dan Dascalu

22 Septembrie 2006

Dan_Dascalu

Domeniul a capatat amploare in anii ‘90, sub denumirea de “Microsisteme” in Europa si de “MEMS” (Microsisteme electro-mecanice) in Statele Unite si in Japonia. In momentul de fata, in Programele cadru VI si VII ale UE, denumirea este de “Micro- si nanosisteme”. In mod corespunzator se vorbeste de “Micro- si nanotehnologii” care permit realizarea de microsisteme, dar si componente si subsisteme, precum si de matrite cu detalii “micro” si “nano”.

Acad. Dan Dascalu

Caracteristici importante ale domeniului sunt: (a) miniaturizare: structurile, subsistemele si sistemele se realizeaza la dimensiuni mult mai mici datorita posibilitatii de structurare la scara micrometrica si nanometrica: (b) integrare: procesul de fabricatie permite realizarea de subsisteme sau sisteme cu o functionalitate complexa intr-o unica piesa sau componenta; acestea lucreaza de regula cu doua sau mai multe forme de energie si anume energie electrica, optica, magnetica, termica, mecanica, chimica; un interes special reprezinta inglobarea unor elemente de materie vie si in general interactiunea sistemului cu materia vie; (c) “inteligenta”: incorporarea unei “inteligente” se face sub forma electronica, digitala, specifica microelectronicii, tehnologie de baza in sistemele de tehnologia informatiei si a comunicatiilor.

In programele cadru VI si VII ale UE, termenul de Microsisteme a fost inlocuit cu Micro-nanosisteme. Aici particula “nano” nu inseamna numai precizie la scara nanometrica si faptul ca dimensiunile caracteristice ale unor structuri sunt in domeniul nanometric, ci si altceva, si anume: utilizarea unor materiale nanostructurate sau structurarea la scara “nano” a unor suprafete. Mentionam faptul ca spectrul de “nanotehnologii” in general este cu mult mai larg, cuprinzand realizarea de nanomateriale pentru aplicatii extrem de diverse, nanoparticule si altele.

Realizarea si utilizarea microsistemelor permite obtinerea unor performante superioare in alte industrii, fie ele high-tech sau traditionale.

Un prim exemplu este capul de scriere din imprimanta cu jet de cerneala. Acesta este un microsistem electromecanic care functioneaza pe baza unor fenomene mecanice (microfluidica), electrice si termice. Realizarea acestei componente a transformat imprimanta color cu jet de cerneala intr-un produs extrem de ieftin, accesibil oricui.

Un al doilea exemplu este microsistemul utilizat pentru comanda deschiderii “air-bag”-ului. El cuprinde un accelerometru, circuite de prelucrare si actionare. Realizarea unui sistem fiabil ar fi fost imposibila fara tehnologia de microsistem. Ori absenta fiabilitatii ar fi facut sistemul absolut inutilizabil.

Tehnologiile de microsistem permit realizarea microsenzorilor, senzorilor inteligenti, matricilor de senzori utilizati in aparatura de laborator, in automatizare, dar si in monitorizarea mediului si in alte situatii in care este nevoie de consum redus de energie electrica. Intr-adevar, microsistemele sunt ideale pentru sistemele portabile, inclusiv pentru sistemele care preiau energie din mediu sau chiar lucreaza la modul pasiv, fara alimentare electrica.

Sunt numeroase exemple care demonstreaza ca industria micro si nanosistemelor contribuie esential la reducerea consumului de materiale, reducerea consumului de energie, reducerea poluarii mediului.