Планарные транспортно-процессинговые устройства
Неестественный эпителий. Ход к фантастике.
Живая природа очень действенно применяет перенос вещества на протяжении поверхностей раздела двух сред. Эта свойство в литературе описываетсяпросто: «обеспечение направленного плотных тел и тока жидкости эпителиальными тканями». Но за простотой прячется одно из величайших изобретений природы.
Необычные, до сих пор не познанные успехи планарного (плоскостного) перемещения всевозможных объектов эпителиальными структурами были вероятными, в основном, благодаря применению границы двухфазных сред. Природа «обучилась» решать грандиозные задачи не столько в транспортировке, сколько в синтезе и обработке объектов, имеющих, как жидкую, так и твердуюструктуру.
Применение границы двух сред разрешает довольно легко решать следующие технические неприятности:
— свободный подвод энергии для стимулирования перемещения;
— доставка нужных веществ конкретно к месту их применения и своевременная утилизация побочных продуктов;
— ответ вопросов подвода и локального отвода тепла;
— синхронного управления распределенными в пространстве процессами;
— постоянного контроля параметров среды в рабочих территориях.
В будущем в данной работе будут обсуждаться возможности и принципы для аналогов эпителиальных структур на поверхностях пластин.
Кроме рассмотрения неспециализированных принципов работы неестественных эпителиальных структур, будут рассмотрены возможности их изготовления из поворотных термомеханических актюаторов наоснове биморфных конструкций,выполненных в рамках планарной кремниевой разработке, с одновременным производством электронных схем управления.
Для справки: В биологии и медицине волнообразное перемещение волосков эпителия именуется мерцательной активностью.
Первым открыл и изучил перемещения мерцательного эпителия чешский биолог Пуркинье (Purkyne) Ян Эвангелиста в 1835г.
Размеры выростов эпителиальных клеток у человека и животных имеют длину500—3000 нм, диаметр 50—100 нм.
1. Введение
В базе планарного эпителиального перемещения лежит всего два принципа:
— существование адгезиимежду поверхностью и перемещаемыми объектами, в крайнем случае, роль адгезии «играется» гравитация;
— перенос вещества на протяжении поверхности, что инициируется при помощи передачи механического перемещения от поверхностных выступов ктранспортируемым объектам.
Эти выступы на поверхности смогут именоваться по-различному: пупырышки, жгутики, реснички, язычки, щетинки,волосики, иголочки, ворсинки и т.д.
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1212236
В настоящей работе значительно чаще будут употребляться термины: волоски, микроволоски ( mikrovillus).
Не вникая в физические и химические методы перемещения эпителиальных биологических устройств, укажем на то, что основной составляющей в них есть отдельная ячейка, складывающейся из поверхности — базы и закрепленного на ней волоска, что иногда совершает перемещение.
Из множества таких ячеек состоит вся поверхность эпителия.
Для абстрактного описания перемещения таких микросистем введем некую терминологию, которая исходит более всего из геометрических и энергетических оснований.
Перемещение микроволоска возможно разложить на три главные фазы:
— доминирование;
— релаксация;
— латентность.
Доминирование.
Упрочнения по перемещению объектов создаются главными микроволосками.
Это как раз те микроволоски, из всех имеющихся, каковые создают сейчас времени упрочнение для движения микрообъекта примыкающего кповерхности. Главные волоски передают конкретно перемещаемому объекту толкательное упрочнение и делая работу по его перемещению.
Доминирование может достигаться разными методами: или механическим выдвижением микроволоска относительно основы, или его маховым перемещением в направлении толчка, или подъемом базы совместно сволоском. Так же это может осуществляться методом опускания базы под микроволоском с образованием микроскладки, а в некоторых случаях, его опуском и сокращением волоска довольно находящихся в латентном состоянии волосков, его пригибанием либо «втягиванием» в базу.
Принципиально важно только то, что главные, это как раз те микроволоски, каковые делают работу и затрачивают энергию для осуществления механического перемещения.
Релаксация.
Фаза релаксации разрешает вернуть в исходное состояние закончившие господствовать волоски, произвести «зарядку» их движущих механизмов, завершить цикл подготовки микроволосков для следующей фазы доминирования.
Латентность.
По смыслу, это фаза готовности к действию, т.е. фаза ожидания перехода в доминирование. Ответственным свойством латентности есть низкий уровень энергопотребления.
Классифицировать траекторию перемещения микроволосков возможно следующим образом:
Сдвиг – параллельное смещение микроволоска на протяжении поверхности основания и упругое следование его свободного финиша в том же направлении.
Вылет – перпендикулярное к поверхности перемещение микроволоска, ранее уже указывалось, что оно возможно как «прямым», т.е. выпячивание над поверхностью на протяжении доминирования, так и «обратным» — пригибаниеотносительно базы.
Поворот – вращательное (маховое) перемещение микроволоска относительно места его крепления на основании.
Необходимо заметить, что сдвиг – это перемещение, создающее силы параллельные к плоскости базы. Вылет – наоборот, формирует силы перпендикулярные плоскости. Поворот – комбинация параллельных перпендикулярных сил и поверхности, влияющих на объекты эпителиального переноса.
Из неспециализированных рассуждений: вылет, в общем случае, неимеетвозможности создать движущих сил для жёстких микрообъектовв направлении параллельном поверхности, в случае если микрообъекты владеют размерами громадными, чем элементарная ячейка.
Но, для жидких каплеобразных тел, вылет может создать условия для перетекания по поверхности за счет эффектов поверхностного натяжения, а для жидких рабочих сред вероятно создание волнового переноса вблизи поверхности.
Из сказанного выше направляться, что для реализации действенного планарного перемещения, как для жёстких частиц, так и для жидкостей, более всего подходят поворотные микроволосковые совокупности, поскольку они сочетают в себе довольно широкие возможности по перемещению, как для жидких, так и жёстких фаз транспортируемых веществ.
Искреннее восторг эффективностью и многообразием эпителиальных структур, созданных природой, подталкивает на попытку воспроизвести подобные структуры дешёвыми для современной разработки средствами.
Разрешу себе ввести несколько эргономичных сокращений:
— Микроволосковые совокупности – МВС(Microvillus systems – MVS);
— Планарно–процессинговых совокупности – ППС (Planar processing systems — PPS).
2. Краткое обоснование выбранного пути
Не будем досаждать читателям описаниями всех размышлений, поисков и сомнений на тему создания устройств – технических аналогов эпителия, каковые, как навязчивая мысль,преследовали автора в промежуткевремени чуть более двадцати лет. Увидим лишь, что те немногие эксперты, с которыми были попытки дискуссии данной темы, чаще задавали вопросы: «Для чего это необходимо? И без того все вопросы смогут быть решены без таких сложных (и дорогих) совокупностей».
Более практичные рекомендовали: «Отыщи этому хорошее техническое приложение, отыщи клиента! Тогда задачу тебе поможем решить».
Для меня ни при каких обстоятельствах не появлялся вопрос: «Для чего?», я считаю, что мы просто не догадываемся, как очень сильно изменится мир разработок споявлением таких устройств. Сейчас мы дружно похожи на Левшу из сказки Лескова: мы можем подковать блоху, но в месяц – одну, и лишь на одну лапку.
Хотелось бы, с Вашим участием, глубокоуважаемые партнеры, обсудить технологические приёмы и возможные приложения с целью достижения применения и промышленного изготовления неестественного эпителия.
Но сперва отыщем ответ на вопрос: «Вероятно ли это по большому счету?».
Итак, из-за чего предлагается кремниевая разработка?
Это возможность воспроизведения миллионов аналогичных микроструктур на одной пластине.
Легкое обеспечения подвода электроэнергии к любому элементу на поверхности пластины.
Достаточно широкий диапазон рабочих температур кремниевых микроструктур – от -180 С, до +200 С.
Хорошая устойчивостьдля многих внешних условий.
Из-за чего предлагается термомеханический актюатор?
Это – самый мощный движитель, среди других рассмотренных, не смотря на то, что и достаточно инерционный. Простота изготовления так же говорит в пользу применимости данного актюатора.
Возможно, вероятны и другие типы актюаторов – это было бы весьма интересно обсудить.
Из-за чего поворотный актюатор?
Для универсального действия, как на жидкие, так и на жёсткие вещества.
Приемлемый для реализации термомеханический актюатор был к огромной эйфории отыскан в работе: В. А. Гридчин, И. Г. Малоизвестный, В. Н. Шумский. Физика микросистем. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. До тех пор ни один из рассмотренных ранее типов актюатор не имел настолькоинтересных характеристик для ответа поставленной задачи.
3. Физико-механическиепараметры актюатора
Предлагаемый актюатор является балочкойиз биморфного (двухслойного) материала алюминий — поликремний,которая может нагреваться электрическим током. При нагревании балочка изгибается из-за разности термического коэффициентов расширения двух слоев, и ее незакрепленный финиш движется относительно места ее крепления на подложке, – все весьма легко.
Физика биморфной балочки в достаточной мере изложена в указанной выше работе.
Не считая тех соотношений, каковые в данной работе взяты, в будущем хорошо взять оценку таким параметрам как:
— силы перемещения балочки, в зависимости от различных температур и геометрических параметров;
— частотные характеристики элемента;
— КПД совокупности при переносе разных сред,
— среднее время наработки одного элемента на отказ.
До тех пор пока эти оценки не произведены.
В механическом смысле задача всецело описывается следующей моделью – эпюрой:
Рисунок 3.1. Эпюра нагрузки балочки.
Где q – распределенная весовая нагрузка, F – сила, создаваемая микроволоском, М – изгибающий момент, порождаемый биморфной структурой.
Анализ таковой механической совокупности приведен в книжках по сопротивлению материалов.
4. Геометрия микроволоскового актюатора
Остановимсяна геометрическом нюансе перемещения балочки вместе с микроволоском, закрепленным на ее финише.
Разглядим балочку l (длиной l), защемленную на финише в точке В, Рис. 2.1. На финише балочки, перпендикулярно к ней, закреплен «волосок» длиной m.
Будем вычислять, что балочка представляет собой биморфную пластину, кривизна которой (радиусr) определяется температурой. Но, в отечественной геометрической задачепричина искривления балочки несущественна.
волоска и Длины балочки принимаем неизменными.
Работа совокупности содержится в изгибе балочки lи смещении кончика микроволоска из точкиА в точку А?.
Значительными для предстоящего анализа являются величины перемещений: вылета d и сдвига c, каковые мы постараемся «вычислить».
Рисунок 4.1.Схема перемещения биморфной балочки с микроволоском.
В вылет кончика микроволоска:
d = r (1-cos(?)) + m cos(?) — m.
Сдвиг на протяжении поверхности кончика микроволоска:
c = l – r sin(?) + m sin(?).
где? = l/r угол сектора, m — протяженность микроволоска, r — радиус изгиба балочки, l — протяженность балочки.
Расчеты совершим в относительных размерах, принимаяl = 1.
Разглядим величины микроволосков m трех размеров в относительных размерах: 0, ? l, 1l.
Думаем, что интересующие нас диапазоны радиуса изгиба r балочки лежат в пределах:
l ? r? 10l.
Результаты расчетов представлены в Таблице 2.1 и, для наглядности,на Рис.2.2 и Рис2.3.
Таблица 4.1. сдвига микроволоска и Зависимости выдвижения от длины изгиба микроволоска и радиуса балочки.
m = 0 m = 1/2l m =l
l/r d c d c d c
1,0 0,460 0,159 0,230 0,579 0,000 1,000
0,9 0,420 0,130 0,231 0,521 0,042 0,913
0,8 0,379 0,103 0,227 0,462 0,076 0,821
0,7 0,336 0,080 0,218 0,402 0,101 0,724
0,6 0,291 0,059 0,204 0,341 0,116 0,624
0,5 0,245 0,041 0,184 0,281 0,122 0,521
0,4 0,197 0,026 0,158 0,221 0,118 0,416
0,3 0,149 0,015 0,127 0,163 0,104 0,310
0,2 0,100 0,007 0,090 0,106 0,080 0,205
0,1 0,050 0,002 0,047 0,052 0,045 0,101
Рисунок 4.2. Диаграмма относительного вылета микроволоска в зависимости от длины изгиба микроволоска и радиуса балочки.
Рисунок 4.3. Диаграмма относительного сдвига микроволоска в зависимости от длины изгиба микроволоска и радиуса балочки.
Показательно, что маленькие изгибы балочки l(l/r ? 0,1) не разрешают рассчитывать на значимые размеры сдвига и вылета микроволоска, и, в нашем случае, не имеют прикладного значения.
Диаграммы демонстрируют возможность управления соотношением между величинами сдвига и вылета относительно поверхности методом установления длины микроволоска m, и это может значительно повлиять на двигательные особенности микроволосковой совокупности для микрообъектов и различных сред.
Как мы видим, совокупность, в рассмотренном крайнем случае нулевой длинымикроволоска (l = 0), дает возможность приобрести выдвижение на 46%, и наряду с этим сдвиг всего на 16% (относительно длины балочки l).
Так жевозможно выдвижение на 0%, и наряду с этим сдвиг на 100%, приl = m . Само собой разумеется, это высказывает только то, что микроволосок приизгибебалочки «ложится», т.е. находится параллельно плоскости поверхности.
Напомним, что мы не можем взять «чистое» перемещение вылета либо смещения, но как мы планируем воспользоваться «смешанным» перемещением – обсудимниже.
5.геометрия и Концепция микроволосковых совокупностей
Сейчас, считая, что элементарная ячейка микроволоскового транспорта реализуема, попытаемся при помощи нее выстроить планарные автомобили перемещения микрообъектов.
5.1. Задача перемещения по рабочей плоскости
Предположим, что в любой момент времени для микрообъекта, находящегося в любой точке на рабочей плоскости, возможно указать линию на данной же плоскости, пересечение которой есть целью манипуляции с микрообъектом. Эту линиюможно назвать «фронтом перемещения».
Такое понятие, как «фронт перемещения», вводится нами для ориентации и проектирования размещения отечественных микроволосковых совокупностей (МВС) на рабочей плоскости в зависимости от задач перемещения.
Отметим, что воздействие микроволоскового актюатора, модель которого рассмотрена в п. 4, владеет определенной направленностью. Сила действия на микрообъект, создаваемая каждым микроволосковым элементом, будет иметь определенное направление. Исходя из этого, изображать любой элемент микроволосковой совокупности на плоскости возможно стрелкой-вектором ?, а фронт перемещения — линией.
5.2. Реверсивное перемещение
Расширимвозможности микроволосковых совокупностей (МВС) организацией реверсивного (обратного) перемещения. Для этого любой элемент объединим с рядом расположенным противонаправленным элементом, в дальнейшемтакое объединение возможно именовать «реверсивная пара». Плюсы от для того чтобы развития геометрии микроволосковых совокупностей – очевидны.
Рисунок 5.1.Иллюстрациясхемы произвольной микроволосковой структуры.
5.3. «Долгий ход»
Пожалуй, основной выигрыш от этого объединения – появляется возможность передвигать микрообъекты «двойным шагом». Это может создать лучшие возможности перемещения для разных суспензий, под которыми мы будем осознавать как жидкие, так и жёсткие микрообъекты разных размеров, конечно их всевозможные комбинации.
Сущность в следующем. Мы уже упоминали о том, что вертикальные выдвижения микроволосковв целом не создают сдвиговых сил для жёстких тел. Но, по большому счету говоря, и поворотные перемещения микроволосков смогут жёсткие микрообъекты в исходную позицию.
Сейчас, при помощи реверсивной пары, возможно немного поднять микрообъект и передвинуть его по направлению действия прямого элемента в фазе его доминирования, после этого, не переводя прямой элемент в фазу релаксации, перевести в фазу доминирования противонаправленный элемент. Это не создаст большого перемещения микрообъекта, т.к. он уже достаточно удален от поверхности. Наряду с этим микрообъект«» на обоих элементах.
Затем имеется два варианта завершения цикла:
Первый – оба элемента в один момент переводятся в режим релаксации и опускают микрообъект на плоскость в месте его нахождения;
Второй – в режим релаксации прежде всего переводится прямой элемент, а после этого – противонаправленный(реверсивный). Наряду с этим микрообъект при опуске реверсивного элемента передвинется дальше в заданном направлении.
Второй вариант разрешает за один цикл передвинуть микрообъект вдвое дальше, исходя из этого будем именовать первый вариант «маленьким шагом», а второй — «долгим шагом».
направляться подчернуть, что фиксацию микрообъекта для предотвращения его отката назад возможно произвести не только противонаправленным элементом, но и любым вторым несоосным элементом находящимся вблизи.
5.4. Типы матриц
Совершим систематизацию вероятных матриц из микроволосковых элементов.
Поделим микроволосковые совокупности на «полосатые и» ячеистые «матрицы ».
Полосатая матрица построенаиз микроволосковых элементов прямо в соответствии с требуемыми фронтами перемещения:линиями, кривыми, окружностями и т.п. Она возможно организована, как из несложных элементов, так и из реверсивных пар, в зависимости от назначения.
Упорядоченное перемещение микрообъектов вероятно лишь понаправлению, определенному заблаговременно для каждой точки поверхности, и это направление — перпендикулярно фронту перемещения.
Наряду с этим элементы, примыкающие к одной фронтальной линии, должны двигаться синхронно, но в второй фазе, чем соседние элементы, относящиеся к вторым фронтальным линиям.
Прямое подобие с биологическими объектами: полосатый эпителий с мерцательной активностью.
Ячеистая матрица изначально ориентирована на произвольное направление перемещения микрообъектов. Она формируется из двумерных ячеек, складывающихся из некоего числа микроволосковых элементов, расположенных на данный момент. Это легко – универсальная движущая матрица.
Выделим три типа самый легко реализуемых ячеек, Рис. 5.1.:
— трехэлементная;
— четырехэлементная;
— шестиэлементная.
Трехэлементная ячейка в векторном виде изображена на Рис.5.1. а1…а3.
Примитивность трехэлементной ячейки очевидна. С ее помощью нереально реализовать реверсивное перемещение за один ход. Применимость для того чтобы типаячеек, разумеется, будет ограничена.
Четырехэлементная ячейка изображена на Рис.5.1. в1…в4.
Это полноценная конструкция, талантливая задавать перемещение по плоскости в любом направлении с простымалгоритмом задания перемещения.
Увидим, что в смысле большей универсальности думается предпочтительней ячейка «в2», так как у «в3» заложена ассиметрия в видеправого направления векторов всех актюаторов (по часовой стрелке).
Шестиэлементная ячейка в векторном виде изображена на Рис.5.1. с1…с5.
Как продемонстрировано, реализовать ее вероятно разными методами: двумя звездами, двумя типами шестиугольных ячеек либо комбинацией из двух треугольных. Треугольные ячейки в шестиэлементной ячейке сложены по принципу: одна ячейка – «правая», а вторая — «левая» (на протяжении и против часовой стрелки).
Рисунок 5.2. Типы ячеек.
Рисунок 5.1. Типы ячеек.
Конструктивные схемы, и вытекающие изних схемотехнические особенности управления микроволосковыми матрицами, по всей видимости, смогут задавать отличия в транспортных особенностях, но право на апробацию имеют каждые конструкции.
К хорошему свойству шестиэлементных ячеек, возможно, направляться отнести возможность стыковать шестиугольные матрицы, как соты, без «мертвых» территорий, и наряду с этим исходные круглые базы (к примеру, кремниевые пластины) смогут преобразовываться в шестиугольные с минимальной обрезкой краев.
Обобщая вышесказанное: одноэлементные и двухэлементные ячейки (реверсивные) смогут использоваться в полосатых матрицах, а трех-, четырех- и шести элементные — в ячеистых.
Ячейки с солидным числом элементов вряд ли имеют суть, в виду необходимости усложнения методов управления ими.
6. Адресация ячеек
Обсудим вопросы адресации ячеек матрицы.
Довольно полосатых матриц. Само собой разумеется, адресация полосатых матриц нужна не для каждой отдельной ячейки, а лишь для ячеек, «привязанных» клиниям фронтов перемещения, для синхронизации «мерцательных волн». Другими словами нумеровать нужно лишь линии фронтов.
Но, синхронизация при помощи адресной активации – не единственнаявозможность управления. Вероятно управление возбуждением «начальной точки» либо«начального фронта» с последующим распространением волны доминирования, которая с определенной задержкой провоцирует доминирование следующей линии фронта перемещения, а правильнее — связанных с данной линией ячеек.Для таковой реализации безадресной полосатой матрицы нужно ответить на вопросы: задержка доминированиямежду двумя соседними фронтами постоянна либо ею нужно руководить извне и необходимо ли включение «обратного хода».
Приведенные выше рассуждения разрешают выяснить критерии необходимости адресации в полосатой матрице, внешние параметры, задаваемые при управлении,и методы реализации схемы управления.
Рассмотримадресацию применительно к ячеистой матрице, в частности значение наличия либо отсутствия персонального адреса у каждой ячейки матрицы.
Появление адресов у ячеек принципиально изменяет возможности микроволосковой матрицы. Появляется возможность не только «точечного» управления, но и определения расположения микрообъекта на матрице, а, так же, получения информации относительно характеристик микрообъекта либо среды, методом адресного считывания сигналов со особых датчиков, привязанных к ячейкам.
Адресация ячеек, при необходимости, для современных схемотехнических ответов не воображает сложностей.
Но и безадресная ячеистая матрица предоставляет огромные операционные возможности для управления микрообъектами. Потом постараемся убедиться в этом.
7. Управление квадратной четырехэлементной ячейкой
Схемотехнические решения для совокупности управления микроволосковой матрицей будут определяться последовательностью действий элементов ячейки, каковые мы разглядим на примере квадратной ячейки, представленной на Рис.7.1.
Рисунок 7.1. Четырехэлементная ячейка. Вид сверху.
На Рис. 7.1 изображены микроволосковые элементы, составляющие ячейку. Микроволоски обозначены как А, В, С, D. Стрелками обозначены направления сдвигового упрочнения каждого элемента в фазе доминирования.
Фазы работы микроволосков ячейки во времени отображаются на Рис. 7.2. в виде временных диаграмм управляющих напряжений, исходя из того, чтоосуществляется перемещение микрообъекта в направлении стрелки «Перемещение объекта».
Рисунок 7.2. Временная активация элементов ячейки при организации перемещения.
Последовательность активации элементов А и С матрицы продемонстрирована на Рис. 7.2., Элементы В и D исключены, поскольку в разглядываемом перемещении не задействованы.
«Долгий ход» складывается из опуска микроволосков и последовательного подъёма А и С с маленьким по времени пересечением фаз доминирования для «противооткатной» фиксации микрообъекта.
«Одиночный ход» реализуется методом одновременного опуска микроволосков А и С.
Отметим, что в этом примере идет обращение, в основном, о передвижении жёстких микрообъектов, т.к. для жидких фаз воздействие сил поверхностного натяжения может значительно изменить нарисованную нами картину перемещения.
8. Дополнительные опции микроволосковых совокупностей
8.1. Детекторы микрообъектов.
Термомеханические актюаторы на базе биморфных совокупностей не владеют громадным КПД. Для увеличения их экономичности, возможно организовать включение в фазу доминирования лишь тех ячеек, над которыми расположены микрообъекты.
Для этого любая ячейка матрицы может иметьв собственной личной совокупности управления детектор микрообъекта. Спектр таких датчиков возможно достаточно широк:
— емкостные;
— магнитные;
— электростатические;
— тензометрические;
— электрической проводимости;
— радиационные;
— оптические;
— тепловые,
вероятны и другие датчики, к примеру — электрохимического потенциала.
Так, в работе возможно дать участвовать лишь тем ячейкам, каковые контактируют с микрообъектами, остальные будут продолжать быть в латентном состоянии.
Более того, появляется возможность поменять, в зависимости от особенностей микрообъектов, процедуру их обработки не создавая внешнего анализа, причем решения о применении разных процедур смогут приниматься на уровне отдельной ячейки.
В качестве несложного детектора можем указать фотодиод распологаемый на поверхности ячейки, что запрещает работу ячейки при засветке внешним источником света.Разрешение поступает при затенении фотодиода микрообъектом.
8.2.Укрывающие пленки
Вероятны очень действенные ответы на базе применения тонкихпленок, покрывающих всю рабочую поверхность матрицы. На используемые пленки накладываются определенные требования:
— эластичность;
— прочность;
— износостойкость;
— химическая стойкость.
Пленка может играть роль разграничительного барьера между рабочей средой и матрицей.
Так же смогут быть использованы особенные особенности пленок для придания поверхности своеобразных черт:
— проводимости;
— диэлектрической проницаемости и магнитной;
— разных оптических и тепловых особенностей;
— особенных адгезивных особенностей по отношению к микрообъектам, и т.п.
По большому счету говоря, при достаточной силе сцепления микрообъектов с поверхностью матрицы, вероятно создание условий для перемещения микрообъектов по наклонным, вертикальным поверхностям, либо кроме того «вверх ногами».
8.3. Эластичные базы
Само собой разумеется, оптимальной разработкой можно считать получение микроволосковых матриц на эластичных пластинах.
Это направление разработок будет ответственной составляющей для получения эргономичного в применении планарного транспорта.
8.4. Прецизионное позиционирование
Возможности, каковые смогут быть взяты при изготовлении МВС, смогут быть довольно легко использованы для сверхточного позиционирования микрообъектов без участия операторов – людей.
Тяжело представить все вероятные приложения микроволосковых матриц для позиционирования, ассемблирования, разбраковки, прочих – операций и просеивания сепарации над микрообъектами.
8.5. Вероятны достаточно занимательные комбинации микроволосковых матриц с другими техническими совокупностями, к примеру, солнечными элементами, для структур девствующих под действием света.
9. Прогнозируемые сложности
Среди прогнозируемых сложностей, появляющихся при попытке производстве МВС,назовем принципиальную необходимость подвода электрических управления и цепей питания стыльной стороны подложки. Это необходимо чтобы избежать «мертвых территорий» на лицевой части пластины, другими словами на ней не должно быть областей свободных от микроволосков.
Так же имеется суть задуматься: может ли стать проблемою «мусор», порождаемый самойМВС, в частности: куда денется микроволосок отломившийся отМВС благодаря механической усталости.
Конечно, какими средствами возможно осуществлять контроль степень деградации МВС при продолжительных периодах работы для обеспечения их своевременной замены?
10. Заключение
Вышеизложенные мысли, само собой разумеется, не смогут принимать во внимание какое количество-нибудь полными. В них — попытка начального обсужденияидеи создания планарных транспортно-процессинговых совокупностей для микрообъектов разной природы.
Не рассмотренными осталисьтехнологические вопросы, а также: как именно (и из чего) возможно вырастить микроволоски надлежащей длины. И не смотря на то, что на этот счет имеется пара предложений, нужно отобрать лучшее.
http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Cell_biology
Возможно, смогут быть представлены десятки разных дорог реализации планарно-процессинговых совокупностей (ППС), но вышеизложенный, как представляется, имеет шанс быть реализованным стремительнее, с получением широких возможностей для управления микронными и субмикронными объектами.
В угоду моим критикам, может вправду лучше сперва отыскать хорошее приложение?
Может это необходимо Биологам? Фармацевтам? Химикам? Для обогащенияруд? Сортировки алмазов? Сепарации микроорганизмов? Для нового поколения воздушных либо водяных фильтров?
Автоматизации сборочного производства сверхмалых микросхем и механизмов?Создание самоочищающихся поверхностей (неестественная кожа)?
Быть может, у читателя существует задача — разбраковать по длинам два килограмма углеродных нанотрубок в сутки, сложитьих параллельно друг к другу, «штабелировать» их в «пакеты» по тысяче штук для отправки клиентам?(это шутка).
Возможно,Вам необходимы перестраиваемые дифракционные решетки? Управляемые поверхности с микрозеркалами либо поляризаторами света?
Возможно нужна поверхность – «Хамелеон», с изменяемым цветом?
А возможно забрать и попытаться выстроить поверхность с перестраиваемым радиоотражением?
Необходимо раскрепостить сознание. Напомним, для тех, кто подзабыл школьную биологию: зрение — это проекция изображение на глазной эпителий, слух – восприятие звука эпителием, выстилающим внутреннее ухо. И они были созданы природой не сходу.
Давайте дружно, «подумаем в одном направлении», и, я уверен, эти мысли нас смогут занести весьма на большом растоянии…
Буду честно рад заинтересованному дискуссии.
Литература:
1. Громадная Советская Энциклопедия. М:,1978.
2. В. А. Гридчин, И. Г. Малоизвестный, В. Н. Шумский. Физика микросистем. – Новосибирск: Изд-во какое количество, 2006.
http://blogs.mail.ru/mail/cevfcitlifz906090/A6BF61C079B9D2B
