Katalog

TEKNOLOJİ VE YAŞAM Mikro motorlu hayat nasıl olacak? J B ıkromakıneler dunyasında oncelerı J l s a l t kuçukluk bıle bu urunlerı çekı vflcı kılmaya yeterlı bır ozellık sayıl <taydı 90 lı yılların başlarında çok sa ) ınsan mınık buhar motorları ve sılıkon enlı elektronık motorların buyusune ılıvermıştı Ne var kı bu sıradışı makı 3 r bugune dek çok yaygın bır kullanım ıına bahıp olamadı ımdı ıse geleceğı olan bu bulubların ına çok daha yararlı olacak bır bıçım degerlendırılmesıne çalışılıyor Sanayı an urtık biradan ınsanların yışamlarını mlı olçııde Ptkılemeye başlayan bırkaç romakıne ıle yakından ılgılenıyor Soz IUSU makınelerı arabalarda evlerde ya tumuyle yenı ve beklenmedık alanlarda mek artık olası /lıkromakıne teknıklerı gunumuzde çok ıda şırket tarafından kullanılıyor Al nya da kurulmuş olan mıcroParts adlı şırket ana hedpfının gerçek mıkro kıneler uretmek olduguna dıkkat çekı Daha once çeşıtlı urunlere ımzasını n bu şırketın en son buluşu, CFC ıçer yen ve astıma karşı ptkılı olan ılaçları 5 aometreden daha kuçuk damlalara tuşturen bır aygıt )te yandan hava yastığının şışmesıne açan hız gostorgelerının uretıcısı oh bılınen Analog Devıces şırketı de yenı model gelıştırdıgını duyuruyor Uç mılı trekarelık bır yonganın ıçıne sığan bu 3ıt sılıkon duyarga ıle bırlıkte aygıtın \n ve dpnetımı ıçın gereklı olan tum ktronık donanımı da ıçerıyor Aygıtın ia oncekı modellere kıyasla hıza on daha fazla duyarlı olduğu, bu nedenle de çok daha genış bır kullanım alanına sahıp olduğu bıldırılıyor Aygıt daha şımdı den elektronık cıhazlarda bozukluklara yol açan tıtreşımlerın belırlenmesınde ve dep rem sırasında yakıtın kesılmesınde kulla nılıyor Bu tur kuçuk makıneler lıstesını uzatabılırbinız Son ıkı yıldır MEMS aygıtları ıle yan yatma yuvarlanma ve ansızın duşme gıbı et kılerın de denetlenebılecegı bır uçağın tek kanatlı bılp olabıleceğı kanıtlandı Gel gelelım boylesı bır uçagın bır ıkı yıl ıçınde uçması kuşkusuz duşunulemez Daha karmaşık yapıda urunlerın yaşa mımıza gırmesı ıçın kımı sorunların da us tesınden gelınmesı gerekıyor MEMS lerın olumlu bır ozellıgı de mıkroelektronık ay gıtların uretıldığı malzeme ve yontemlerle uretılmelerı bu nedenle de çalışmaları ıçın gprpklı olan denetım devrelerıyle butun leşmelerıdır Insanların yaşamlarını onemlı ölçüde etkilemeyı amaçlayan mıkromakınelerı arabalarda, evlerde ya da tumuyle yenı ve beklenmedık alanlarda gormek artık olası. yontemde uzerınde çok kısımlı elektronık devre bulunan sılıkon parçasına bır hen dek kazınıyor Daha sonra bu hpndegın ıçınde yassı bır yuzey oluşturması ıçın sılı kon dıoksıt dolduruluyor Mıkroelektronık aygıtlar bu ışlemden sonra hendeğın yanı başında oluşturuluyor Son aşamada sılı kon oksıt asıtle yakılarak makınenın ba ğımsız bır bıçımde çalışmasına olanak ta nınıyor Yontemın MFMS lerın duyarlılığını arttırma yonunde etkılı olacagı sanılıyor Duyarlılık arttıkça da bır araba kazasının onceden saptanmasından tutun da banal gerçeklık gozluklerınde başın ya da yıne sanal gerçeklık sıstemlerınde guç eldıven lerı ıçın ellerın konumunun saptanması gı bı sorunlara çozum getırılebılıyor Fotolıtog *m ^ ' •«•; rafı yonte mınden ya rarlanan mu hendıslerın karşılaştıkları bır başka so run da bunla rın ıkı boyutla sınırlandırıl mış olmala rından kay naklanıyor Mıkroelektro nık devre ve MEMS lerın yu kse k I ıgı genellıklp ? ıle 10 mıkromptrp arasında degışıyor Da hası sılıkon her alanda on lyı mjdde olma gıbı bır ozellık taşımıyor Kımı ışlemlerde bır polımer ya da beraınıkten yaıarlanmak olumlu sonuçlar verebılır Burada umut verıcı ıkı çozumden soz edılebılır Bunların ılkı tepkımelı lyon yak ma adı verılen yontem Yakma amacıyla sıvı yerıne klor ya da flor tabanlı plazma lardan yararlanan bu yontem radyo tıtre şımlı guç ıle ışlıyor ve hemen hemen dıkey yan duvarlı derın yarıklar açıyor Uçuncu boyut sorunu bu alanda çeşıtlı yenı uygu lamaları gundeme getırıyor Ikıncı çozum ibe sılıkonu tumuylo başın dan atıyor Almanya da Karlsruhe Araştır ma Merkezı nde gelibtırılen ve LIGA adıyla anılan bu yontem polımpr uzerıne derın şekıllerın kazınması ıçın rontgen ışınların dan yararlanıyor Bu şekıller daha sonra elektrolızle kaplanarak mınık uç boyutlu madenı yapılar elde pdılıyor LIGA yon temıyle yapılan aygıtlar arasında vıteslı trenler ve manyetık motorlar yer alıyor Yontem henuz deneme aşamasında ol makla bırlıkte bırçok şırket şımdıden bunun patentını alarak yenı urunlere uy gulanması ıçın çalışmalar yapıyor l IGA yontemının ne denlı genış bır kullanım alanına sahıp olacagı henuz bılınmıyor Sılıkon mıkromakıne yapımı ıse şımdılık daha gelışmış bır yontem bayılıyor ve mık roelektronıkle çok daha olumlu bır butun luk sağlıyor Temel sorun Elektronık ve mekanık parça ların bır butun oluşturması da malıyetlprın du şuk olmasına npdpn olmakta dır Ancak Kımı yonlerdpn mık roelektronık ıle mıkrompkinık arasındakı bu evlılıgın pek mutlu olduğu boylenemez Ö r n e ğ ın MEMS ın mınık dışlıler gıbı kımı parçalarının çok yuksek sıcaklıkta ışlem qormelerı gerekıyor Bu ışlem uygulan mazba dışlıler kıvnlıp bukuluyor Ne var kı neredeyse tamamlanmış mıkroelektronık devrelerın yuksek sıcdklıga tutulması on lara zarar verıyor Sıcaklıgın duşurulmesı turunden yakla şımlarda bulundular Ama bu da tasarımın sınırlandırılmasına yol açtı Şımdı tum umutlar yenı bulunan bır yonteme bağlan dı McVVhorter ve ekıbının gelıştırdığı bu Kıtlesel uretımı basıt Gunumuzun mıkroelektromekanık sıs temler (MEMS) kuşagının en can alıcı ozellıklerındpn bır tanesı bunların kıtle uretımımn bon kertp basıt olması Bu da soz konusu urunlerın ucuz olmdbina yol açıyor Şırketlet oncelıklp otomotıv sana yıı gıbı qızılqucu buyuk olan pazarları he det alıyor Bır aygıt ıçın buyuk bır pazar oluşur oluşmaz da başkaları bundan oz gurce yararlanabılıyot MEMS ler son bırkaç yıldır yaşamınıızın onemlı bır pdrçd&ını oluştuımakla bırlıktp makıne yapımında sılıkondan yararlanmd fıkrı çok daha uzun bır suredıı gundemde 1982 yılında IBM dpn Kurt Peterson Mekanık Bır Mdlzeme Olarak Sılıkon ad lı bır rapor yayımlayarak maddenın olaga nustu mekanık ozellıklerıne degındı Pe terson un yazısı bunu ızlpypn yıllarda sılıkon ıle ılgılı araştırmalara ıvme kazandırdı MEMS lerın buyuk çogunlugu tıpkı mıkro ışlemcılerın yıpıldıgı qıbı yapılıyor Bugu ne dek MEMS lerın en buyuk etkısı çevre lerındekı guçlerı ve basınçları ozellıkle boyut ve agırlıgın en alt duzeyde tutulma sı zorunlu durumlarda sezebılen aygıtlar uzerınde olmuştur obel odullu Rıchard Feynman 1959 yılın da sadece bırkaç atom ıçeren parçaların tasa rırnı ve bır araya getırılmelerı nı hıçbır fızık kuralının engel leyemeyecegını bu mınık ol çeklerle muhendıslıkte akıl almaz sonuçlara ulaşılabıle cegını belırtıyordu Örnegın bırkaç molekulun oluşturdu gu ogelerın duzgusuylp verı len bılgı herhangı bır kıtap dergı broşur ve gazetenın kredı kartı boyutunda bır ha cımde depolanabılır Feynman ınsan bedenının belırlı yerlerıne ıgne ıle verıle bılerek ve qereklı gorulen amelıyatları gerçekleştırecek robot 'cerrahlar' bıle duşledı Çeyrek yuzyıl sonra K. Erıc Drexler Feynman ın he saplarını yenıden ınceleyerek duşuncelerının her şey bır yana tutucu olduğu sonucu na vırdı Molekuler duzeyde çalışmaları olan mıkrobılqıışlpm ta sarımcısı Drexler a gore dunyadakı tum hesaplama gucu tek bır "yonga ya yuklenebılır Yapay bır anlaga sahıp olan bakterı ve vırus buyukluğundekı tıp aygıtları bedendekı her bır gozenın de netım gozetım ve onarımını sağlayabılır Hucreler molekul fabrıkalarının kurulabılecegını DNA yıgınlar dolusu bılgının tek bır molekulde saklanıp okunabıleceğını, antıkorlar molekullerının Yetenekli küçük motorlar I ekıbı kendı voltolçerını yapıyor Mıkroyongalar bılgısayar fıyatlarını duşurduğu gıbı ucuz ve mı nık duyarlı aygıtların çevrpmızdekı havayı ıçtığımız suyu ve de nızlerımızdekı kırlılığı sureklı denetım altında tutması olasılıqı dogacaktır Ornegın karbondıoksıt oranı çok yuksek olan bır odanın pencerelerı bu aygıt sayesınde kendılıgınden açılacak başka molekullerı hıç yanılgısız belırlpyıp seçebıleceğını enzım ler mınık motorlu aygıtların başka molekullerı yonlendırebılece ğını dev boyutlu agaçlar balınalar ve balta qırmemış ormanlar da gokdelen gemı ve kent gıbı buyuk yapıların molekullerden yapılabılecegını kanıtlıyor Molekullerın elektronık ozellık lerını araştıran VVrıghton ekıbının uyesı olan Tımothy Gardner belırlı molekullerın uçlarına elekt rotlar ıhştırerek ışıkandırmak ya da bellı bır kımyasala tutunmayı deneyerek molekulun elektrık uretıp urptmedığını ve ıletkenlıgı nı gozlemlemeyı tasarlıyor Molekul muhendıslıgı labora tuvardan teknolojıye geçış yapacaksa molekuler elektronığın lyıce kavranması gerekıyor Mo lekuler bır voltolçerın tek tek molekullerın davranışı ıle ılgılı ke sın verılere sahıp olması gerekı yor Molekuler voltolçerler pıya sada bulunmadıgından VVrıghton Gelecekte durum nasıl olacak? 1994 yılında Sıstem Planlama Ortaklıgı toplam MEMS pazarının 2000 yılına dek 13 9 mılyar dolara ulaşacağı yolunda bır kestırımde bulunmuştu McVVhorter bu gelışmenın buyuk bır bolumunun gunumuz alıcı aygıtlarına yapılacak ypnı uygulamalardakı patlamadan kaynak lanacağına ınanıyor ve bu sıstemlerın beklenılenden çok daha onemlı bır etkı yaratacağını ılerı suruyor Bır mıkromakıne belkı yenı bır aygıtın bedelının çok kuçuk bır parçası olabılır ama aygıtın ışlevı boyutu ve agırlıgı o makınenın pazardakı benzerlerını alt et mesınde temel etmen olacaktır 490 7