La demanda de sistemas microelectromecánicos (MEMS) resistentes a entornos hostiles está creciendo. Los MEMS basados en silicio luchan en condiciones extremas, limitados por su rendimiento a temperaturas elevadas. El carburo de silicio (SiC) se destaca como una solución prometedora, que ofrece ventajas térmicas, eléctricas y mecánicas incomparables para crear MEMS duraderos.
A pesar de su potencial, el desarrollo de MEMS de SiC se ve desafiado por las complejidades del micromecanizado en masa, lo que exige estrategias innovadoras para aprovechar las fortalezas del SiC en la creación de dispositivos robustos. En respuesta, los científicos han creado un acelerómetro utilizando un novedoso compuesto de nanotubos de carbono y carburo de silicio (SiC-CNT), capaz de soportar un estrés ambiental severo.
Publicado en Microsistemas y Nanoingeniería En abril de 2024, esta investigación revela una fusión de materiales revolucionaria, fusionando la durabilidad del SiC con la versatilidad y las cualidades conductoras de los CNT.
Este trabajo combina la resiliencia del SiC con la versatilidad de los CNT. El enfoque del equipo implica hacer crecer una matriz de CNT y densificarla con SiC amorfo mediante deposición química de vapor, creando un material con una resistencia mecánica excepcional, una conductividad eléctrica superior y una alta estabilidad térmica.
Este compuesto de SiC-CNT permite la producción de estructuras de alta relación de aspecto, cruciales para la sensibilidad y eficiencia de los dispositivos MEMS, al tiempo que garantiza un rendimiento sólido en temperaturas extremas y entornos corrosivos.
El profesor Sten Vollebregt, investigador principal, afirmó:"Este avance no sólo supera los desafíos de fabricación de larga data, sino que también mejora significativamente las propiedades mecánicas y eléctricas de los dispositivos MEMS. Nuestros acelerómetros compuestos de SiC-CNT están preparados para revolucionar la implementación de MEMS en entornos donde los convencionales Los dispositivos simplemente no pueden sobrevivir."
El acelerómetro capacitivo fabricado mostró el potencial del compuesto en aplicaciones MEMS, particularmente para dispositivos que requieren operación en ambientes corrosivos, de alta temperatura y alta radiación. Estos acelerómetros son fundamentales para los sistemas de monitoreo aeroespaciales, automotrices e industriales, donde la confiabilidad en condiciones extremas es primordial.
Más información: Jiarui Mo et al, Un acelerómetro micromecanizado de superficie de alta relación de aspecto basado en un material compuesto SiC-CNT, Microsistemas y nanoingeniería (2024). DOI:10.1038/s41378-024-00672-x
Información de la revista: Microsistemas y Nanoingeniería
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