微機(jī)電系統(tǒng)是指集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng),是一個(gè)智能系統(tǒng)。主要由傳感器、作動(dòng)器和微能源三大部分組成。微機(jī)電系統(tǒng)具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn),微型化、智能化、多功能、高集成度。微機(jī)電系統(tǒng)。它是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)微機(jī)電系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)涉及航空航天、信息通信、生物化學(xué)、醫(yī)療、自動(dòng)控制、消費(fèi)電子以及兵器等應(yīng)用領(lǐng)域。微機(jī)電系統(tǒng)的制造工藝主要有集成電路工藝、微米/納米制造工藝、小機(jī)械工藝和其他特種加工工種。微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)主要包括設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)、材料與加工技術(shù)、封裝與裝配技術(shù)、測(cè)量與測(cè)試技術(shù)、集成與系統(tǒng)技術(shù)等。MEMS常見的產(chǎn)品-壓力傳感器。什么是MEMS微納米加工平臺(tái)
在腦科學(xué)與精細(xì)醫(yī)療領(lǐng)域,公司開發(fā)的MEA柔性電極采用超薄MEMS工藝,兼具物相容性與高導(dǎo)電性,可定制化設(shè)計(jì)“觸凸”電極陣列,***降低植入式腦機(jī)接口的手術(shù)創(chuàng)傷,同時(shí)提升神經(jīng)信號(hào)采集的信噪比。針對(duì)藥物遞送與檢測(cè)需求,通過干濕結(jié)合刻蝕技術(shù)制備的微針器件,既可實(shí)現(xiàn)組織間液的無痛提取,又能集成電化學(xué)傳感功能,為糖尿病動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、透皮給藥系統(tǒng)提供硬件支持。此外,公司**的MEMS多重轉(zhuǎn)印工藝,可將光刻硅片模板快速轉(zhuǎn)化為PMMA、COC等硬質(zhì)塑料芯片,支持10個(gè)工作日內(nèi)完成從設(shè)計(jì)圖紙到塑料芯片成型的全流程,極大加速微流控產(chǎn)品的研發(fā)驗(yàn)證周期。湖北MEMS微納米加工節(jié)能規(guī)范超薄 PDMS(100μm 以上)與光學(xué)玻璃鍵合工藝,兼顧柔性流道與高透光性檢測(cè)需求。
MEA柔性電極:MEMS工藝開發(fā)的MEA(微電極陣列)柔性電極,是腦機(jī)接口(BCI)與類***電生理研究的**技術(shù)載體。該電極采用超薄柔性基底材料(如聚酰亞胺或PDMS),厚度可精細(xì)控制在10-50微米范圍內(nèi),表面通過光刻與金屬沉積工藝集成高密度“觸凸”式微電極陣列。在腦機(jī)接口領(lǐng)域,柔性電極通過微創(chuàng)手術(shù)植入大腦皮層,用于癲癇病灶的精細(xì)定位與閉環(huán)電刺激***。在類***研究中,電極陣列與腦類***共培養(yǎng)系統(tǒng)結(jié)合,可長期監(jiān)測(cè)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的自發(fā)電活動(dòng)與突觸可塑性變化,為阿爾茨海默病藥物篩選提供高分辨率電生理數(shù)據(jù)。此外,公司開發(fā)的“仿生褶皺結(jié)構(gòu)”柔性電極,通過力學(xué)匹配設(shè)計(jì)進(jìn)一步降低植入后的機(jī)械應(yīng)力,延長器件使用壽命至少5年以上。
柔性電極的生物相容性表面改性技術(shù):柔性電極的長期植入性能依賴于表面生物相容性改性,公司采用多層涂層工藝解決蛋白吸附與炎癥反應(yīng)問題。以PI基柔性電極為基底,首先通過等離子體處理引入羥基基團(tuán),然后接枝硅烷偶聯(lián)劑(如APTES)形成活性界面,再通過層層自組裝技術(shù)沉積PEG(聚乙二醇)與殼聚糖復(fù)合層,**終涂層厚度5-15nm。該涂層可使水接觸角從85°降至50°,蛋白吸附量從100ng/cm2降至<10ng/cm2,中性粒細(xì)胞黏附率下降80%。在動(dòng)物植入實(shí)驗(yàn)中,改性后的電極在體內(nèi)留置3個(gè)月,周圍組織纖維化程度較未處理組減輕60%,信號(hào)衰減<15%,而對(duì)照組衰減達(dá)40%。該技術(shù)適用于神經(jīng)電極、心臟起搏電極等植入器件,結(jié)合MEMS加工的超薄化設(shè)計(jì)(電極厚度<10μm),降低手術(shù)創(chuàng)傷與長期植入風(fēng)險(xiǎn)。公司支持定制化涂層配方,可根據(jù)應(yīng)用場景調(diào)整親疏水性、電荷性質(zhì)及生物活性分子(如生長因子)接枝,為植入式醫(yī)療設(shè)備提供個(gè)性化表面改性解決方案。柔性電極表面改性技術(shù)通過 PEG 復(fù)合涂層,降低蛋白吸附 90% 并提升體內(nèi)植入生物相容性。
MEMS發(fā)展的目標(biāo)在于,通過微型化、集成化來探索新原理、新功能的元件和系統(tǒng),開辟一個(gè)新技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。MEMS可以完成大尺寸機(jī)電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù),也可嵌入大尺寸系統(tǒng)中,把自動(dòng)化、智能化和可靠性水平提高到一個(gè)新的水平。21世紀(jì)MEMS將逐步從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱没瑢?duì)工農(nóng)業(yè)、信息、環(huán)境、生物工程、醫(yī)療、空間技術(shù)和科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))大量用于汽車安全氣囊,而后以MEMS傳感器的形式被大量應(yīng)用在汽車的各個(gè)領(lǐng)域,隨著MEMS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,以及應(yīng)用終端“輕、薄、短、小”的特點(diǎn),對(duì)小體積高性能的MEMS產(chǎn)品需求增勢(shì)迅猛,消費(fèi)電子、醫(yī)療等領(lǐng)域也大量出現(xiàn)了MEMS產(chǎn)品的身影。以PI為特色的柔性電子在太赫茲超表面器件上的應(yīng)用很廣。海南MEMS微納米加工之聲表面波器件加工
MEMS具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn)?什么是MEMS微納米加工平臺(tái)
MEMS超表面對(duì)特性的調(diào)控:
1.超表面meta-surface對(duì)偏振的調(diào)控:在偏振方面,超表面可實(shí)現(xiàn)偏振轉(zhuǎn)換、旋光、矢量光束產(chǎn)生等功能。
2.超表面meta-surface對(duì)振幅的調(diào)控。超表面可以實(shí)現(xiàn)光的非對(duì)稱透過、消反射、增透射、磁鏡、類EIT效應(yīng)等。
3.超表面meta-surface對(duì)頻率的調(diào)控。超表面的微結(jié)構(gòu)在共振情況下可實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的局域場增強(qiáng),利用這些局域場增大效應(yīng),可以實(shí)現(xiàn)非線性信號(hào)或熒光信號(hào)的增強(qiáng)。在可見光波段,不同頻率的光對(duì)應(yīng)不同的顏色,超表面的頻率選擇特性可以用于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)色。
我們?cè)谧匀唤缰锌吹降念伾珡漠a(chǎn)生原理上可以分為兩大類,一類是由材料的反射、吸收、散射等特性決定的顏色,比如常見的顏料、塑料袋的顏色等;另一類是由物質(zhì)的結(jié)構(gòu),而不是其所用材料來決定的顏色,即所謂的結(jié)構(gòu)色,比如蝴蝶的顏色、某些魚類的顏色等。人們利用超表面,可以通過改變其結(jié)構(gòu)單元的尺寸、形狀等幾何參數(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)超表面的顏色的自由調(diào)控,可用于高像素成像、可視化生物傳感Bio-sensor等領(lǐng)域。 什么是MEMS微納米加工平臺(tái)