por Rachael Flores
3 de janeiro de 2019
Pesquisadores do Departamento de Engenharia Mecânica da Binghamton University desenvolveram uma maneira de tornar os telefones celulares e as linhas de energia mais duráveis.
A professora assistente Sherry Towfighian e o estudante Mark Pallay criaram um novo tipo de sistema microeletromecânico, mais conhecido como interruptor MEMS, que usa a levitação eletrostática para fornecer um sistema mais robusto.
"Todos os telefones celulares usam switches MEMS para comunicação sem fio, mas tradicionalmente existem apenas dois eletrodos", disse Towfighian. "Esses interruptores abrem e fecham várias vezes por apenas uma hora, mas sua vida atual é limitada pelo sistema de dois eletrodos."
Quando os dois eletrodos entram em contato, após várias repetições, a superfície do eletrodo inferior é danificada, levando a um interruptor MEMS que deve ser descartado e substituído. Alguns pesquisadores tentaram evitar danos adicionando covinhas ou almofadas de pouso aos eletrodos para reduzir a área de contato quando os eletrodos colidem, mas Towfighian explicou que isso apenas atrasa a ruptura do material.
Eu queria criar um sistema que evitasse danos completamente. Em vez de seguir o modelo de dois eletrodos, ele projetou um interruptor MEMS com três eletrodos na parte inferior e um eletrodo paralelo aos outros. Os dois eletrodos inferiores do lado direito e do lado esquerdo são carregados, enquanto os do meio e topo são aterrados.
"Este tipo de interruptor MEMS é normalmente fechado, mas os eletrodos laterais fornecem uma força para cima que pode superar as forças entre os dois eletrodos centrais e abrir o interruptor", explicou Towfighian. Essa força, chamada de levitação eletrostática, atualmente não está disponível com o sistema de dois eletrodos. A capacidade de gerar essa força evita danos permanentes ao dispositivo após o uso contínuo e permite um comutador bidirecional confiável.
"Para telefones celulares, esse design significa uma vida mais longa e menos substituições de componentes", disse Towfighian. "Para linhas de energia, este tipo de interruptor MEMS seria útil quando a tensão excede um limite e queremos abrir o interruptor. O projeto nos permite ter switches mais confiáveis para monitorar picos incomuns de tensão, como aqueles causados por um terremoto, que podem causar riscos à segurança pública. "
O estudo intitulado" Um switch MEMS confiável usa levitação eletrostática "foi publicado em 20 de novembro de 2018, em Applied Physics Letters e foi financiado pela Divisão de Sistemas Elétricos, Comunicações e Ciberespaço (ECCS) da National Science Foundation (ECCS), por sua acrônimos em inglês) # 1608692.
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