【正文】 的鐘表制造行業(yè)和小型精密機械工業(yè)的基礎(chǔ)上也投入了MEMS的開發(fā)工作，1992年投資為1000萬美元；英國政府也制訂了納米科學計劃，在機械、光學、電子學等領(lǐng)域列出8個項目進行研究與開發(fā)；澳大利亞將微型系統(tǒng)作為21世紀最優(yōu)先開發(fā)的項目；歐共體組成“多功能微系統(tǒng)研究網(wǎng)絡NEXUS”，聯(lián)合協(xié)調(diào)46個研究所的研究。為了加強歐洲開發(fā)MEMS的力量，一些歐洲公司已組成MEMS開發(fā)集團。 據(jù)不完全統(tǒng)計，目前，全世界有600所大學、部門和私人實驗室在從事MEMS裝置的研究。近十幾年來迅速發(fā)展起來的X射線、紫外光或電子束、離子束微刻技術(shù)以及深刻加工工藝也大大推動了器件微型化的發(fā)展。從世界范圍看，微型機械系統(tǒng)的研究及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展很快，應用范圍也從汽車、醫(yī)療領(lǐng)域逐漸向通信、機械工程、生物技術(shù)、分析和診斷技術(shù)、化學技術(shù)、制造和生產(chǎn)技術(shù)、環(huán)保技術(shù)等眾多領(lǐng)域擴展。國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀我國在科技部、國家自然基金委，教育部和總裝備部的資助下，一直在跟蹤國外的微型機械研究，積極開展MEMS的研究?，F(xiàn)有的微電子設備和同步加速器為微系統(tǒng)提供了基本條件，微細驅(qū)動器和微型機器人的開發(fā)早已列入國家863高技術(shù)計劃及攀登計劃B中。已有近40個研究小組，取得了一些研究成果。廣東工業(yè)大學與日本筑波大學合作，開展了生物和醫(yī)用微型機器人的研究，已研制出一維、二維聯(lián)動壓電陶瓷驅(qū)動器，其位移范圍為10μm10μm；，目前正在研制6自由度微型機器人；長春光學精密機器研究所研制出直徑為Φ3mm的壓電電機、電磁電機、微測試儀器和微操作系統(tǒng)。上海冶金研究所研制出了微電機、多晶硅梁結(jié)構(gòu)、微泵與閥。上海交通大學研制出Φ2mm的電磁電機，南開大學開展了微型機器人控制技術(shù)的研究等。 我國有很多機構(gòu)對多種微型機械加工的方法開展了相應的研究，已奠定了一定的加工基礎(chǔ)，能進行硅平面加工和體硅加工、微細電火花加工及立體光刻造型法加工等。 我國在微型加工技術(shù)的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域是生物學、環(huán)境監(jiān)控、航空航天、工業(yè)與國防等，已建設有世界先進水平的微型機械研究開發(fā)基地，重視微觀尺度上的新物理現(xiàn)象和新效應的研究，增強微型機械的研究與開發(fā)實力，迎接二十一世紀技術(shù)與產(chǎn)業(yè)革命的挑戰(zhàn)。三、微型化技術(shù)的成就與應用前景隨著微型機械技術(shù)的不斷發(fā)展，微小型化的趨勢正在一步步變成現(xiàn)實。目前已有大量的微型機械或微型系統(tǒng)被研究出來。例如：尖端直徑為5微米的微型鑷子可以夾起一個紅血球；尺寸為7毫米7毫米2毫米的微型泵，流量可達250微升/分鐘；日本豐田公司已用微小的部件組裝成一輛只有米粒大小，能開動的微型汽車；德國工程師制成了一架只有黃蜂大小并能升空的直升機、肉眼幾乎看不見的發(fā)動機以及供化工行業(yè)使用的火柴盒大小的反應器，德國還創(chuàng)造了LIGA工藝①，制成了圖113 微型機器蜘蛛懸臂梁、執(zhí)行機構(gòu)以及微型泵、微型噴嘴、濕度、流量傳感器以及多種光學器件；美國加利福尼亞大學的研究人員用微型鉸鏈、齒輪和發(fā)動機組裝成一個螞蟻大小的人造昆蟲，可以在地上爬來爬去；美國加州理工學院在飛機翼面粘上相當數(shù)量的1毫米的微梁，控制其彎曲角度以影響飛機的空氣動力學特性。美國大批量生產(chǎn)的硅加速度計把微型傳感器（機械部分）和集成電路（電信號源、放大器、信號處理和正檢正電路等）一起集成在硅片上3毫米3毫米的范圍內(nèi)。米的微細軸。 ①LIGA是德文Lithographie， Galvanoforming， Abfovmung的縮寫。LIGA技術(shù)包括X射線深層光刻、 電鑄成型和塑鑄成型等三個工藝過程。運用LIGA技術(shù)可制成有自由振動及轉(zhuǎn)動或具有其他動作功能的微結(jié)構(gòu)。是目前生產(chǎn)微機械、微流體和微光學元件最有前途的微制造技術(shù)。微型機械加工技術(shù)的發(fā)展，剛剛經(jīng)歷了十幾年，就顯示出了巨大的生命力。首先，微型機械體積小、重量輕、性能可靠、堅固耐用。美國貝爾實驗室的研究人員曾使一個微型機械震動了二千萬次而沒有損壞?？茖W家解釋說：“如果一只蒼蠅從墻上摔到地面，它不會受傷，因為它太小了。但是若換成一頭大象，那它必定會受傷?！?；其次，由于微型機械技術(shù)只能大批量制造，因此可以大幅度降低生產(chǎn)成本。例如：美國貝爾實驗室采用微型電子機械技術(shù)制造的微型光學調(diào)制器，其芯片每塊成本只有幾美分，而過去則要花費5000美元。微型機械產(chǎn)品將以其價格低廉和優(yōu)良性能贏得市場。在生物工程、化學、微分析、光學、國防、航天、工業(yè)控制、醫(yī)療、通訊及信息處理、農(nóng)業(yè)和家庭服務等領(lǐng)域有著潛在的巨大應用前景。當前，作為大批量生產(chǎn)的微型機械產(chǎn)品如微型壓力傳感器、微細加速度計和噴墨打印頭已經(jīng)占領(lǐng)了巨大市場。目前市場上以流體調(diào)節(jié)與控制的微機電系統(tǒng)為主，其次為壓力傳感器和慣性傳感器。1995年全球微型機械的銷售額為15億美元，到2002年，相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)值已達400億美元以上。顯然微型機械及其加工技術(shù)有著巨大的市場和經(jīng)濟效益。 微型武器是微型化技術(shù)在軍事上的應用。目前，許多國家正在研制像昆蟲一樣的微型武器。例如：外形、大小如同蝴蝶、蝗蟲等昆蟲的機器人武器，以及形狀像螃蟹和魚的偵察與攻擊武器等。這些模擬昆蟲的微型電子機械武器，可以深入偵察衛(wèi)星、大型偵察飛機無法進行偵察的敵方司令部、秘密基地、兵工廠、元首辦公室等，展開神出鬼沒的偵察活動，甚至直接攻擊目標。目前，美國的研究機構(gòu)正積極投入將模擬昆蟲的偵察機器人武器投入實用的各項研究工作。如果進展順利，5年內(nèi)可將初步設計的模擬昆蟲的偵察機器人武器用于實戰(zhàn)。微型化技術(shù)有可能在今后幾十年內(nèi)，生產(chǎn)出使制造工藝發(fā)生革命性變化的電子零部件。這將在人類社會發(fā)展史上樹起一個新的里程碑。知 識 點 歸 納11納米僅僅是一個長度單位， 1納米＝米，本身并沒有物理內(nèi)涵。1納米大約是10個氫原子緊密排列的長度。所謂“納米尺寸”是指1～100納米的范圍。11納米技術(shù)是在納米尺寸（1～100納米）范圍內(nèi)認識和改造自然，通過直接操縱和安排分子、原子而達到創(chuàng)新的目的。 “納米技術(shù)”雖然只強調(diào)了長度概念，但也包括時間、質(zhì)量等方面概念。11當物質(zhì)小到納米尺度時，傳統(tǒng)的力學就無法描述它的行為，要用量子力學來描述。11在納米尺度內(nèi)，物質(zhì)存在許多奇異的性質(zhì)。由于這一層次介于微觀和宏觀之間，科學家把這一尺度范圍稱為“介觀”。11當物質(zhì)小到納米尺度（1～100納米）以后，物質(zhì)的性能就會發(fā)生突變，出現(xiàn)出不同于常規(guī)材料的特殊性能。這種具有特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料。11微型機械系統(tǒng)（MEMS）是只能批量制作，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及各種控制電路、線路、電源于一體的微型器件或系統(tǒng)。微型機械技術(shù)是納米技術(shù)的一個重要分支。目前處于實驗研究階段。11微型機械加工技術(shù)是指制作微機械裝置的微細加工技術(shù)。微細加工對微電子工業(yè)而言就是加工尺度從微米到納米量級的制造微小型元器件或掩模圖形的先進制造技術(shù)。 思 考 與 探 索什么是納米？什么是納米技術(shù)？ 納米科技是由一系列學科組成的學科群體，說明納米科技的構(gòu)成以及各個學科的作用。 納米材料的特點是什么？納米材料具有哪些奇異性能？ 舉例說明納米材料的應用。闡述21世紀納米技術(shù)的重要地位。 微型機械系統(tǒng)有哪些特點？微型機械制造有何重要意義？ 闡述微型機械的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景查閱資料：21世紀納米技術(shù)的最新成果。25 / 2