Проблема большинства современных электросистем заключается в том, что чем сложнее устройство — тем быстрее его подвижные части приходят в негодность. Новая разработка аспиранта из MIT может увеличить срок функционирования таких машин в десятки раз: ему удалось создать жидкостные устройства, которые не имеют подвижных частей вовсе.
Подвижные микроплатформы MIT: электросистема без износа

Микроэлектромеханические системы, или MEMS, это крошечные машины, изготовленные с помощью оборудования и технологических процессов, разработанных для производства электронных чипов и устройств. Они нашли широкий спектр применения в современной бытовой электронике, но у них есть один большой недостаток: подвижные части устройств со временем изнашиваются и приходят в негодность.

Новая система, разработанная исследователями из MIT, предлагает кардинальное решение этой проблемы: изготовление подвижных частей без каких-либо твердых соединений между ними, потенциально устраняющее главный источник износа и разрушения. Новая система использует слой жидких капель, создающих базис для крошечной подвижной платформы, которая буквально плавает по их поверхности. В качестве жидкости может выступать в том числе и обычная вода, а передвижения платформы управляются электрически, через систему, которая изменяет форму и размер капель.

Дэниэл Престон, аспирант из MIT, в своей статье на портале Applied Physics Letters объясняет, что новую систему можно использовать, к примеру, как платформу для микроскопического анализа. Фокус микроскопа можно контролировать путем понижения и повышения уровня воды. Основная механика работы здесь строится на изменении того, как капли взаимодействуют с поверхностью под ними. Речь идет об изменении характеристики под названием «контактный угол» — меры того, какой именно угол образует край капли в точке ее соприкосновения с поверхностью. На гидрофильных (частично или полностью водопроницаемых) поверхностях нижняя часть капли обычно имеет практически плоскую форму, а значит угол контакта там крайне мал. Но вот на гидрофобных (водоотталкивающих) поверхностях капли собираются в шарики, и едва касаются самого материала, что приводит к увеличению контактного угла.

На некоторых видах диэлектрических поверхностей форма капель может быть «настроена» простым изменением напряжения. Все просто: если нам надо поднять платформу — мы делаем поверхность гидрофобной, если опустить — гидрофильной. От формы капли зависит также и изменение угла наклона, а стало быть, платформу можно наклонять в любую сторону и под любым углом. В качестве простого примера, эту систему можно использовать для изменения угла наклона зеркальной поверхности для того, чтобы нацелить лазерный луч — такая «бесконтактная» наводка будет быстрее и точнее любых механических вмешательств.

О ходе работы и о том, где MIT собирается использовать новое изобретение, вы можете узнать на официальном портале института.