Vad är en mikroaktuator?

Ställdon använder i allmänhet en energikälla för att flytta eller styra mekaniska komponenter. De finns ofta i motorer och olika maskiner. Många typer av mekaniska enheter har miniatyriserats under åren, men denna process kräver vanligtvis att de enskilda komponenterna också är mycket mindre. Miniatyriseringen under 21-talet har gått så långt att mikroaktuatorer och andra delar är så små att kraftfulla mikroskop ofta måste användas för att se dem. Industriella processer som litografi och mikrobearbetning används för att tillverka en mikroaktuator, och det finns olika typer som också kan göras.

En elektrostatisk mikroaktuator är en vanlig variant, men forskare kan också bygga elektromagnetiska varianter som kan producera mer kraft för att aktivera en enhet som en motor. De är ibland svåra att göra, men är tillverkade med metoder som vanligtvis används för att göra integrerade kretsar. Motorer så små som cirka 0.04 tum (1 millimeter) har tillverkats och har ofta använts av forskare för att sätta in små katetrar i biologiska celler.

Det finns också en piezoelektrisk mikroaktuator med kompositmaterial som reagerar på samma sätt som kristaller, som när de trycks på skapar en elektrisk spänning. Tunna filmer kan avsättas på kisel som kan producera rörelse över mycket korta avstånd. De har ibland använts i mikro-miniatyrrotorer. Ultraljudsmikroaktuatorer används ofta i små motorer inbyggda i piezoelektriska enheter. Dessa kan till exempel integreras i autofokusmekanismer på små kameror.

Rörliga mekaniska komponenter kan byggas i liten skala, men en elektrostatisk mikroaktuator är vanligtvis gjord av ett material som böjs på grundval av elektriska laddningar. Rörelse är i allmänhet mikroskopisk i skala och en liten mängd kraft alstras. Vissa rotationsmotorer och linjära kamdrivningar har utvecklats baserat på denna princip.

Mikroaktuatorer kan användas för att bygga små speglar för displayer och projektorer. Mikroskopiska strömreläer och små mekanismer för att styra hårddiskar använder sig ofta av sådana miniatyrenheter. De kallas ofta Micro-Electromechanical Systems (MEMS), en kategori som inkluderar många typer av rörliga miniatyrdelar.

Tillverkning av mikroaktuatorer kan åstadkommas genom att etsa delar till silikon. Litografi används ofta för att göra kretsar. Ljus, kemikalier och ett lager som består av de delar som ska läggas till kombineras vanligtvis i denna process. Den färdiga produkten tillverkas vanligtvis i lager, medan mikrobearbetning ofta involverar laser och svepelektronmikroskop, till exempel för att placera enskilda atomer och celler. Båda processerna kan användas för att flytta mikroaktuatordelar och bygga en mikrominiatyrenhet.