2006年8月24日
工程师开发微机电系统(MEMS)硅的想让他们的小机器,因为它是便宜的,丰富的,可以从事的工具已经开发了微电子电路。只有一个问题:硅太容易坏掉。
几十年来,研究人员一直在试图让视频显示器使用小镜子安装在硅振荡器。但硅不会摆动速度不够快,弯曲远远不够。
“你需要一些令人难以置信的僵硬的振动的共振频率每秒60000次(大多数视频显示器的扫描速度),但它还需要弯曲很多足够的图像大小,”解释Shahyaan德赛,a康奈尔大学毕业学生已经工作了三年多来创建一个实际的MEMS视频显示设备。
康奈尔大学所以德赛和他的同事们转向碳纤维,同样的材料用于加强汽车和飞机的身体部位,自行车框架和钓鱼竿。
“碳纤维是两倍的硅但更灵活的10倍,”德赛说。
他的一篇论文的第一作者迈克尔·汤普森,康奈尔大学的材料科学和工程学副教授,Anil Netravali,康奈尔大学教授的纤维科学,使用碳纤维在MEMS, 7月刊上发表的亚博网站下载微观力学亚博老虎机网登录和微工程学。
碳纤维是由薄,狭窄的片状石墨,卷起和聚集形成纤维。工业用纤维嵌入塑料形成复合材料比钢还硬,但更轻。亚博网站下载德赛与原始的MEMS制造纤维。
德赛首先表明宏观尺寸碳纤维可以像小钓鱼竿弯曲超过90度,可以震动数十亿倍而不分解。“据我们所知,这是第一个材料在高频即使方法这样的大变形没有可观察到的疲劳,”研究人员在他们的论文中写道。
“碳通常是脆性材料,“德赛说,“但在纤维形成不易破损。我们有一些数据暗示,如果它持续三天半,它会永远持续下去。”
德赛然后建一个光学扫描器组成的一个小矩形镜测量400到500微米,由两个碳纤维铰链55微米。振动在2.5 kHz,小镜子使激光束扫描一系列180度,对应于一个90度弯曲的碳纤维。
振荡镜子可以用来扫描激光束在屏幕上,和一个数组的镜子,一个对于每一个水平线,以同样的方式可以产生一个图像,一个移动的电子束创建一个图像在电视屏幕上。
“这将是一个令人难以置信的廉价的显示,德赛说。和整个设备足够小,构建成一个手机项目图片在墙上。
研究人员说,除了作为振荡器碳纤维可以被制作成时钟弹簧放松慢慢权力玩具小汽车在一段时间内或解除迅速提供一个突然爆发出来的力量,或用作微型钟摆获取能量从运动机械自动上发条的手表手机,pda,甚至由用户的运动手表。