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发挥群体优势加速微机电技术的发展

时间:2003年04月18日 00:00 作者:

微机电系统-MEMS,英文表达为Micro-Electro-Mechanical Systems,也称微系统(MST,Micro System Technology),又称M3系统(Microsensors Microcircuits Microactuators)。可见它是包括感知外界信息 力、热、光、生、磁、化等的传感器和控制对象的执行器以及进行信号处理和控制的电路的微型系统。微机电系统融合了微电子技术、微机械加工技术、微光学等多种现代信息技术和工艺技术。它的发展将对21世纪的人类生产和生活方式产生重要影响,并在未来高科技竞争中起到举足轻重的作用。

  MEMS技术自20世纪80年代末开始受到世界各国的广泛重视。1987年,美国UC Berkeley大学发明了基于表面牺牲层技术的微马达后,人们看到了电路与执行部件集成制作的可能性,这是MEMS技术的开端。此后,发达国家开始投巨资设立国家重大项目促进其发展。近年来,MEMS技术发展迅速,国际上MEMS的专利数正呈指数规律增长,其产品年产值达数百亿美元,说明MEMS技术全面发展和产业快速起步的阶段已经到来。

  我国的MEMS研究起步不晚,在“八五”、“九五”期间得到国家自然科学基金委、科技部、国防科工委、教育部、中国科学院等部委的支持,目前已初具规模。据不完全统计,目前全国约有70个MEMS研究单位,形成了几个MEMS研究力量相对集中并各具特色的地区,在一些领域中也取得了不斐的成绩。

  大连理工大学微系统研究中心建立于1999年,其主体由机械工程学院现代制造研究所中的MEMS研究室和电信工程学院电子系的传感技术研究所组成。此外,还有其他多个学科的人员参与中心的相关研究工作。中心以生物医学和生化分析用的MEMS以及微传感器作为近年内的主要研究方向。研究内容包括微流控生化分析芯片、细胞转基因微操作系统、微型生化传感器、微压电电机和微夹钳等。在基础理论研究方面,目前主要开展了微电子器件中的微传热理论、生物芯片中的微流体驱动力学和微结构材料表面改性等方面的研究。

  通过学校“211工程”建设,目前中心已建成950平方米MEMS微制造实验室,购买了一批仪器设备;吸引了校内外大量人才来中心工作(高级研究人员已达十几位);中心得到多项国家自然科学基金重大、重点项目和S863项目的资助。中心是教育部“纳米技术与微机电系统网上合作研究中心”的成员,并牵头成立了东北地区MEMS联合体,还与国内外的许多研发单位建立了密切的合作关系。

  MEMS的显著特点是多种学科和技术的高度综合、交叉和渗透,又为多种学科和技术的发展服务。围绕MEMS技术,现在已诞生了多种交叉的分支学科。如微机械学、微动力学、微光学、微流体力学、微摩擦学、微传热学等等。另外,细观力学、介观物理、纳米材料学、纳米电子学等学科在MEMS技术研究中也都发挥着重要的基础作用。由此看来,MEMS技术的发展需要多学科人员的参与和互动。我校是著名的工科院校,学科门类有齐,又有雄厚的科研实力,特别是一些与MEMS技术关系密切的学科如机械、力学、材料、物理、高分子、化工、催化以及应用数学等学科都具有相当高的水平,群体人才优势十分明显;另一方面,“三束材料改性”等国家重点实验室及分布在各院系的加工、测试、分析、计算以及应用等方面的科研设施、条件和经验也构成了很好的软硬件基础。这些综合优势是我校参与国内外MEMS技术竞争的有力保证。

  微系统中心是一个跨院系、跨学科的开放性研究中心,该中心的繁荣壮大还要依靠各个学科以及相关专家的支持,相信在大家的共同努力下,我校MEMS技术一定能够快速发展。(王立鼎 唐祯安)


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