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微機電系統(MEMS)的下一步目標在于縮小可用于分析氣味的電子儀器，如質(zhì)譜儀以及幾乎能嗅出任何物質(zhì)的電子鼻。透過(guò)Honeywell公司開(kāi)發(fā)出的首款微型MEMS真空泵，其尺寸小到足以塞進(jìn)一支手機中，可望讓下一代智能型手機等移動(dòng)終端也能擁有“嗅覺(jué)”。 Honeywell最初開(kāi)發(fā)這款微型MEMS真空泵主要針對軍用的微型無(wú)人偵察機，使其得以用于偵測化學(xué)與生物制劑。如今，這款僅1美分錢(qián)幣大小的MEMS傳感器正著(zhù)眼于擴展應用領(lǐng)域至工業(yè)、醫療與消費市場(chǎng)。 
Honeywell的微型MEMS真空幫浦利用像渦輪的葉片實(shí)現手持式分析儀（來(lái)源：Honeywell） “我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出世界上最小的真空泵，這是一款能實(shí)現電子分析儀新型態(tài)的獨特技術(shù)，”Honeywell公司ACS Labs業(yè)務(wù)單位首席研究科學(xué)家Wei Yang指出，“近年來(lái)有很多人都試圖縮小電子分析儀，但這種真空泵是最近的一項突破。先前最小的模型約為磚塊大小，功耗為100W，如今，我們開(kāi)發(fā)出的這款真空泵只有1美分硬幣大小，功耗還不到1W�！� 這款組件原先是依據與美國DARPA的合約而開(kāi)發(fā)的，主要安裝于微型無(wú)人機上。如今，Honeywell期望使該組件商用化，讓這款微型真空泵可應用在各種移動(dòng)終端上──從能夠確定任何物質(zhì)組成的質(zhì)譜儀，到可提供超精確導航服務(wù)的原子鐘──讓手機與移動(dòng)終端在擁有聽(tīng)覺(jué)(語(yǔ)音)、視覺(jué)(視頻)與觸覺(jué)(觸控)以外，現在還有了嗅覺(jué)。 Wei Yang強調，“最讓我們感到興奮之處在于它也能內建于智能手機中，讓手機能真的擁有嗅覺(jué)，可以聞出有毒化學(xué)品、花粉與一般空氣質(zhì)量等任何物質(zhì)與氣味。它還能為用戶(hù)持續累積暴露記錄，提醒用戶(hù)暴露于某個(gè)環(huán)境的時(shí)間與地點(diǎn)�！� 由于目前的傳感器主要依據化學(xué)反應，使其受限于特定的幾種毒素偵測。事實(shí)上，針對每一種化學(xué)物質(zhì)都必須采用不同的傳感器來(lái)偵測，使其僅適用于特定目的(如一氧化碳或煙霧偵測器)，而無(wú)法作為一種通用的嗅探器。然而，可內建于手機中的這種質(zhì)譜儀能夠偵測樣本中的元素、各種儲存于數據庫中已知毒物的化學(xué)特性，以及同步搜尋比對最可能組合。 DARPA以及其他單位過(guò)去也曾經(jīng)試圖縮小質(zhì)譜儀等電子分析儀。遺憾的是，這些芯片級的儀器僅在真空狀態(tài)下才能有效隔離與分析樣本。因此，Honeywell藉由縮小真空泵的方式，可說(shuō)是突破了最后一道障礙，并為能嗅出幾乎任何化學(xué)物質(zhì)的手持式嗅探器應用開(kāi)啟了大門(mén)。 Wei Yang預期“在未來(lái)的十年，這一創(chuàng )新將為便攜式移動(dòng)終端迎來(lái)各種先進(jìn)復雜的電子分析儀�！� Honeywell得以成功實(shí)現這款號稱(chēng)全球最小真空泵的關(guān)鍵是在1公分大小的磁盤(pán)上制造出10萬(wàn)個(gè)微小渦輪葉片。Honeywell已經(jīng)擁有可開(kāi)發(fā)出微米級渦輪葉片的MEMS技術(shù)，還能在與其MEMS設備相同的設備上進(jìn)行制造。每一個(gè)8吋晶圓上大約可制造出幾百個(gè)搭載這種渦輪葉片的磁盤(pán)。 “我們的MEMS真空泵延續Honeywell在MEMS技術(shù)上的長(cháng)期發(fā)展經(jīng)驗。事實(shí)上，我們在制造這款真空泵時(shí)，采用的就是我們生產(chǎn)MEMS陀螺儀與流量傳感器所用的相同光學(xué)微影制程與相同設備，”Wei Yang表示。 每個(gè)真空泵中包含兩個(gè)磁盤(pán)──一個(gè)固定磁盤(pán)以及一個(gè)旋轉磁盤(pán)，其上覆以10微米大小、類(lèi)似渦輪的葉片。每一組葉片彼此相對，從而形成強大的吸附效果，以便在小型樣本導入測試前先行清空測試腔。 DARPA已經(jīng)將Honeywell的真空泵安裝在微型無(wú)人機的行動(dòng)分析儀了。Honeywell目前正致力于擴大其傳感器網(wǎng)絡(luò )，并提供內建手持單元的首款轉發(fā)器。不過(guò)，據Wei Yang表示，最大的好處就是整合于智能手機等消費移動(dòng)終端中。 “當每個(gè)人的手機中都安裝了這種組件，可望實(shí)現追蹤一切物質(zhì)化學(xué)組成的未來(lái)──從空氣質(zhì)量到疾病控制，甚至化學(xué)藥品。同時(shí)還能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)追蹤任何化學(xué)物種，并在地圖上觀(guān)察其實(shí)時(shí)移動(dòng)情形�！� |
