[據(jù)物理學組織網(wǎng)站2019年01月03日報道]賓漢姆頓大學和紐約州立大學的研究人員開發(fā)出一種使手機和電線更耐用的方法。

賓漢姆頓大學機械工程助理教授Sherry Towfighian和研究生Mark Pallay設計了一種新型微電子機械開關(guān)系統(tǒng)，通常被稱為MEMS開關(guān)，它使用靜電懸浮技術(shù)提供了一個強大的工作系統(tǒng)。

“所有手機都使用MEMS開關(guān)進行無線通信，但傳統(tǒng)的MEMS開關(guān)使用雙電極系統(tǒng)”Towfighian說，“這些開關(guān)在一個小時內(nèi)會進行無數(shù)次開關(guān)操作，它們當前的壽命受到雙電極系統(tǒng)的限制。”

當兩個電極多次重復接觸時，底部電極的表面就會遭到損傷，導致MEMS開關(guān)必須被廢棄或替換。一些研究人員試圖通過在電極上添加凹槽或緩沖墊來減少電極碰撞時的接觸面積，從而避免損傷，但Towfighian 解釋說，這只是推遲了材料損壞的時間而已。

Towfighian想創(chuàng)造一個完全避免損傷的系統(tǒng)。她沒有采用雙電極模型，而是設計了一個新的MEMS開關(guān)結(jié)構(gòu)，由三個底部電極和一個平行的頂部電極構(gòu)成。左右兩側(cè)的底部電極施加電壓，中間電極和頂部電極接地。

Towfighian解釋說：“新型MEMS開關(guān)通常狀態(tài)下是關(guān)閉的，但左右兩側(cè)的電極可以提供一個向上的拉力，拉力的大小可以克服中間兩個電極之間的作用力，并打開開關(guān)。”這種技術(shù)被稱為靜電懸浮，目前在雙電極系統(tǒng)中是不能使用的。靜電懸浮可以防止設備在連續(xù)使用后的永久損傷，并可實現(xiàn)可靠的雙向開關(guān)。

Towfighian說：“對于手機來說，這種設計意味著更長的使用壽命和更少的元件替換。對于電線來說，當電壓超過極限，而我們又想要打開開關(guān)時，這種MEMS開關(guān)會很有用。這種設計使我們能夠使用更可靠的MEMS開關(guān)來監(jiān)測電壓的異常尖峰，比如地震引起的電壓尖峰，它會對公共安全造成威脅。”

這項名為“使用靜電懸浮的可靠MEMS開關(guān)”的研究發(fā)表在《Physics Letters》上。