EO_458

MEMS

TECH-FOCUS

- ELETTRONICA OGGI 458 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2016

ossidi metal-

lici a bassis-

simo consu-

(Zinco,

Selenio

Tungs teno) ,

la fabbrica-

zione a nastro

sensori

termici Mems

plastici

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