酷科技：把手機傳感器植入人體

智能手機里的微觀傳感器和電機能檢測運動，有一天或許可以幫助相機對焦。現(xiàn)在，科學(xué)家們?yōu)檫@些機器設(shè)計與人體相容的元件，這將可能使它們非常適合使用在醫(yī)療設(shè)備，如仿生肢體和其他人造人體部分，研究人員說。



該技術(shù)被稱為微機電系統(tǒng)(MEMS)，包括寬度小于100微米的零件，相當(dāng)于人的頭發(fā)的平均直徑。例如，能顯示智能手機是垂直還是水平放置的加速器是一個MEMS傳感器。它根據(jù)手機的環(huán)境進行信號轉(zhuǎn)換，例如將動作轉(zhuǎn)換為電脈沖。

MEMS致動器或許使用在你下一部智能手機的攝像頭上，它以相反的方式工作，把電信號轉(zhuǎn)換成動作。

MEMS通常用硅制作。但現(xiàn)在研究人員已經(jīng)設(shè)計出一種方法，以橡膠為原料，為這些微型機器制造出高度靈活的部件，這些有機聚合物比起硅更適合植入人體內(nèi)。

由于高機械強度和電能產(chǎn)生反應(yīng)，對MEMS來說，這種新的有機聚合物是好東西。它也是無毒，因此與生物相容，或適合于在人體內(nèi)使用。

科學(xué)家從該聚合物制造出MEMS器件的方法稱為納米壓印光刻技術(shù)。其工作過程很像一個微型的橡皮圖章，把模具壓進軟聚合物從而做出精細的圖案，這些模具的圖案可以精確到一個納米(十億分之一米)大小?？茖W(xué)家印制的元件僅2微米厚，寬2微米，約2厘米長。

“這種印刷實際上是可行的，這就是說，我們能夠得到正確的方法，”以色列特拉維夫大學(xué)的材料科學(xué)家，同樣也是研究員的Leeya Engel告訴LiveScience 。 “小尺度制作是一個非常棘手的工作，特別是使用新材料。 ”

事實上，納米壓印光刻技術(shù)不依賴于昂貴或復(fù)雜的電子產(chǎn)品，這使該新工藝簡單，價格便宜。

Engel說：“新軟質(zhì)材料在微型設(shè)備上的使用延伸了想象力也增加了技術(shù)的限制，但只有實現(xiàn)印刷技術(shù)的發(fā)展，并能進行低成本批量生產(chǎn)，在行業(yè)里引入聚合物MEMS才變得有可能?！?br>
科學(xué)家們先前已經(jīng)制造出可與生物相容的MEMS器件，Engel說，但她的團隊的方法有一個優(yōu)勢：它可以快速和低成本地生產(chǎn)這些具生物相容性的部件。

“其他的方法，尤其是當(dāng)你想縮減到一微米以下的范圍，是非常昂貴，而且需要很長的時間，” Engel說。

例如，使用電子束來制造大量的MEMS器件“可能需要機器運行整夜，這是非常昂貴， ” Engel說。 “我們的方法只花約15分鐘。 ”

作為獎勵，這種有機聚合物制成的MEMS器件是高度靈活的，他們可能會比傳統(tǒng)材料制成的組件靈活數(shù)百倍。例如，這種靈活性可使 MEMS傳感器對振動更敏感，MEMS電機也更節(jié)能，從而制作出更好的手機相機，更長壽命的手機電池。

現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)計劃幾乎完全用聚合物制來造功能部件。

“如果打印過程確實允許批量生產(chǎn)聚合物裝置，那么我們將尋找能夠便宜得可以任意使用的設(shè)備” Engel說。

Engel說： “我認為，印刷工藝是科技的未來，這將需要更多的調(diào)整，但我相信，有一天，將有可能利用有機材料通過這印刷技術(shù)大量生產(chǎn)先進的傳感器和制動器?！?br>
研究人員提醒說，他們還沒有基于這一技術(shù)在人類中植入設(shè)備，“雖然我們的技術(shù)可能會讓這個想法變得可行?！盓ngel說。

科學(xué)家們將在9月19日于倫敦的微納米工程國際會議展示他們的研究。