Новости бизнесаСтатьиНоу ХауАналитикаДеньгиБизнес технологииКурс валют
Главная > Новости бизнеса > Hi-Tech > Кремниевая механика: как достигается атомная точность хода часов

Кремниевая механика: как достигается атомная точность хода часов

Четверг, 5 октября 2017 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

Сегодня кремний применяется прежде всего в производстве электроники. Но с неменьшим успехом его можно использовать и для изготовления микроскопических аналогов механических устройств: крохотных насосов, наноразмерных шестеренок и невидимых глазу двигателей. Обычно такие изделия содержат электрические компоненты, поэтому их называют микроэлектромеханическими системами (МЭМС).

Гаджеты

LunaR: первые смарт-часы на солнечной батарее
Гаджеты

Время умных



Первые МЭМС появились еще в середине 1980-х, причем не без помощи американских военных, а точнее, знаменитого агентства DARPA. Например, те акселерометры, которые встроены почти в любой современный смартфон, — это, пожалуй, самые растиражированные кремниевые механизмы. Как и традиционные аналоги, они состоят из грузиков и пружин, однако все эти элементы в микроскопической версии делаются из кремния. Другой пример применения МЭМС — так называемые лаборатории-на-чипе, устройства, способные измерять концентрацию биомолекул за счет изменения своих механических свойств.

Зацепляясь друг за друга, внутренние зубцы ротора и пара диаметрально удаленных друг от друга зубцов статора направляют движение только в одну сторону. Чтобы двигатель заработал, нужно пустить на него переменный ток, который подходит по тонким проводам слева и справа.

Есть и более экзотичные примеры. Например, инженеры Сандийских национальных лабораторий в США разработали настоящий оптический затвор, который приводится в движение двумя электромоторами. Там же создали самую маленькую в мире паровую машину, которая состоит из трех цилиндров с поршнями. Вначале в нее по специальным микроканалам подается вода, а затем в дело вступает электронагреватель. Существуют даже МЭМС-шахматы, в которых каждая из фигур оснащена собственным микродвигателем (при том что ширина такой доски составляет менее половины миллиметра). Но если игра в «наношахматы» — идея сомнительной ценности, то в часовом производстве использование кремниевой механики может произвести новую революцию.

Сердце часов

К балансовой пружине, сердцу механических часов, предъявляется такое количество требований, что удовлетворить им до конца не может почти ни один материал. Она должна обладать идеальной эластичностью, то есть после растяжения возвращаться именно в исходное состояние. На упругость пружины не должны влиять ни скачки температуры, ни магнитное поле. Ну и конечно, вариации в толщине пружины настолько вредны для точности хода, что любой ценой должны быть сведены к минимуму.

Всем этим требованиям не удовлетворяет даже элинвар — современный стандарт производства балансовых пружин, а ведь его изобретение было даже отмечено Нобелевской премией. Как и всякий обычный металл, элинвар не имеет жесткой монокристаллической структуры, поэтому необратимо деформируется при каждом растяжении. Наличие в составе сплава железа чревато магнитной чувствительностью: всякий раз, проходя сквозь рамки металлодетекторов или доставая что-то из кармашка на магнитной застежке, вы ухудшаете точность хода часов.



Кремний позволяет решить все эти проблемы: поскольку он получен из единого моно-кристалла, он может сохранять исходную форму при любых растяжениях, сколько бы их ни было. Возможность применения литографии снимает проблему дефектов: все кремниевые пружины можно сделать совершенно одинаковыми с точностью до нанометров. Более того, можно даже специально варьировать толщину пружины таким образом, чтобы компенсировать те эффекты, которые принципиально не могут быть устранены при использовании металла. Что же касается магнитной чувствительности, то у кремния ее просто нет, так что и этот вопрос можно считать закрытым.

Единственная проблема при использовании кремниевых пружин состоит в том, что стоимость таких часов до сих пор была сравнима лишь с высотой Альп и конкретно пика Маттерхорн. В MIDO решили, что это неправильно, и впервые применили кремниевую пружину в часах среднего ценового диапазона. Теперь атомная точность доступна любому энтузиасту тонкой механики. Статья «Атомная точность» опубликована в журнале «Популярная механика» (№9, Сентябрь 2017).

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 318
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

16: 20
Оператор «Тинькофф Мобайл» заработает 13 декабря |
16: 20
Фото: Meizu 15 Plus — безрамочный флагман от китайского производителя |
16: 20
AliExpress срочно потребовал ИНН у российских покупателей |
16: 20
Porsche начала продавать фирменный... мёд |
16: 00
Продвижение мобильных приложений: видеореклама в приоритете |
15: 40
Чикагская биржа опционов запустила торговлю биткоин-фьючерсами |
15: 20
Toshiba могут убедить не продавать полупроводниковое производство |
15: 20
Цифра дня: Сколько заплатит Apple за Shazam? |
15: 20
Через 2 дня Тинькофф запустит собственного сотового оператора |
15: 00
Страхи и предпочтения стартаперов в 2017 году |
13: 40
Всего за месяц производственный партнер Apple заработал 18,5 млрд долларов |
13: 40
Почта Mail.Ru научилась подсказывать ответы |
13: 20
Сейф с Bluetooth взломали по Bluetooth. Кто бы мог подумать |
13: 20
Bugatti отзывает все выпущенные гиперкары Chiron |
13: 20
Блоки питания Corsair VS мощностью от 350 до 650 Вт относятся к бюджетному сегменту |
13: 20
LG начнет отгрузки 65- и 75-дюймовых ЖК-панелей компании Samsung уже в декабре |
13: 00
Улучшенные сканеры радужной оболочки глаза появятся в бюджетных смартфонах Samsung |
13: 00
Смартфоны OnePlus, включая новейший OnePlus 5T, не поддерживают стриминг HD-видео из популярных сервисов |
12: 40
ScummVM 2.0.0 /* подождать анонса на scummvm.org 2017-12-17 */ |
12: 40
Munt 2.2.0 |
12: 40
Левшей и правшей различили до рождения |
12: 20
«Билайн» раздаст облако Microsoft своим бизнес-клиентам |
12: 20
Смартфоны и ноутбуки Apple могут существенно снижать свою производительность при износе аккумулятора |
12: 20
Появилось описание еще одного концепта смартфона Samsung со сгибающимся дисплеем |
11: 40
Смартфон Sharp FS8018 протестирован в Geekbench |
11: 40
Роботы для маникюра, нитиноловый двигатель и плазменная пушка: «домашние видео» |
11: 20
Вышел PPSSPP 1.5.4 — эмулятор Sony PlayStation Portable |
10: 20
Powerbeats 3. Мои любимые беспроводные наушники |
10: 20
В Чикаго начались торги фьючерсами на биткоины: что это значит для рынка |
09: 20
Toyota научилась видеть пешеходов ночью |
08: 40
В список умных часов, которые получат обновление до Android Wear Oreo, входит 30 моделей |
Новости бизнесаСтатьиНоу ХауАналитикаДеньгиБизнес технологииКурс валют
Rating@Mail.ru
Условия размещения рекламы

Наша редакция

Обратная связь

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003