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MEMS
TECH-FOCUS
37
- ELETTRONICA OGGI 458 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2016
ossidi metal-
lici a bassis-
simo consu-
mo
(Zinco,
Selenio
e
Tungs teno) ,
la fabbrica-
zione a nastro
di
sensori
termici Mems
plastici
in
P o l i i mm i d e
sensibili fino
a 300 °C, lo
sviluppo di
elementi pie-
zoelettrici di
carta biodegradabili, che potranno essere uti-
lizzati per rilevare le onde acustiche super-
ficiali e realizzare dispositivi medicali Mems
impiantabili, nonché il perfezionamento delle
membrane piezoelettriche nanocomposite in
ossido di zinco, utilizzabili come dispositivi di
energy harvesting indossabili. Alcuni ricer-
catori cinesi capitanati dai prof. H. Liu e W.
Jiang del Systems Engineering Institute della
Xi’an Jiaotong University
hanno sperimentato
una tecnologia pubblicata a fine ottobre su
Advanced Functional Materials, che consen-
te di realizzare microalimentatori solari per
i dispositivi bioelettronici che possono così
sostenersi con l’esposizione alla luce solare,
che contiene una buona parte di radiazione
infrarossa con lunghezza d’onda che va da
770 a 1000 nm ed è perciò sufficientemente
energetica per penetrare attraverso la cute
anche per qualche cm, purché sia ricevuta
direttamente per un buon lasso di tempo. Alla
conversione della radiazione solare in energia
elettrica si occupa un pannello fotovoltaico a
film sottile (PVTF), realizzato con un materiale
piroelettrico composto parzialmente da grafe-
ne e sviluppato con processi di fabbricazione
nanometrici. Ciò consentirebbe ai pazienti che
indossano sensori e attuatori medicali di man-
tenerne il buon funzionamento semplicemente
stando un po’ al sole ogni giorno, con evidenti
effetti benefici anche dal punto di vista psicolo-
gico. Il progetto Nirvana è nato nell’ambito del
7° Programma Quadro di Ricerca e Sviluppo
Europeo e coinvolge i nostri laboratori del
Politecnico di Milano
, i francesi del
Cea-Leti
e i tedeschi del
Fraunhofer IIS
nonché gli ita-
lo-francesi di
STMicroelectronics
, gli austria-
ci di
MED-EL
e i californiani di
InvenSense
.
L’ambizioso obiettivo di questi laboratori è
quello di sviluppare al massimo le tecnolo-
gie M&NEMS e ricercare sensori biomedicali
con almeno nove gradi di libertà in grado di
diagnosticare, monitorare e curare un’ampia
varietà di patologie, con un orientamento pri-
vilegiato verso i sistemi impiantabili.
Micropompe piezoelettriche
Bartels Mikrotechnik
focalizza la sua attività
sulla Micro Systems Technology, progettan-
do e fabbricando microattuatori meccanici e
microsistemi fluidodinamici, che personalizza
per un’ampia varietà di applicazioni fra cui
anche il medicale. Oggi sta riscontrando per
la nuova micropompa mp6 un successo per-
sino maggiore rispetto al precedente modello
mp5, non solo nel medicale ma anche per
esempio a bordo delle celle a combustibile
(Fuel Cell). In pratica, si tratta di una pompa
Mems composta da un sottile strato di cera-
mica piezoelettrica, sopra il quale c’è una sot-
tilissima membrana deformabile di ottone che
può alzarsi o abbassarsi in risposta agli stimo-
li del piezoelettrico e di conseguenza ampliare
o comprimere una microcamera. Quest’ultima
ha un’apertura verso un condotto adibito a
trasportare liquidi o gas e perciò può rac-
cogliere una piccola quantità del suo conte-
nuto, interrompendone il
flusso, oppure, viceversa,
immettere nel condotto la
dose di gas o liquido che
detiene per aumentare
il flusso nel condotto. Ai
lati del condotto, vicine
alla microcamera, ci sono
due microvalvole, che
impongono l’apertura e
la chiusura del condot-
to nonché la direzione
di scorrimento del flusso
liquido o gassoso men-
tre, scegliendo opportu-
namente la tensione di
comando, si può arrivare
fino a qualche centinaio di cicli di pompaggio
al secondo. La mp5 misura 14x14x3,5 mm,
pesa 0,8g e tollera i flussi d’aria fino a 15 ml/
min e 30 mbar, d’acqua fino a 5 ml/min e
250 mbar e di metanolo fino a 4,5 ml/min e
300 mbar, mentre la mp6 incorpora due pie-
zoelettrici, misura 30x15x3,8 mm, pesa 2g e
trasporta 14 ml/min d’aria a 150 mbar, 5 ml/
min d’acqua a 650 mbar e 6,8 ml/min di MeOH
Fig. 2 – Una ricerca del Systems
Engineering Institute della Xi’an
Jiaotong University dimostra la possibi-
lità di alimentare i sistemi bioelettroni-
ci installati sotto cute usando pannelli
fotovoltaici sensibili alla luce infrarossa
Fig. 3 – Le micropompe piezoelettriche mp5
ed mp6 di Bartels Mikrotechnik consentono di
regolare il flusso dei liquidi o dei gas non solo
nelle applicazioni medicali ma anche all’inter-
no delle Fuel Cell