,

,

Современное состояние и перспективы развития микросистемной электромеханики


Аннотация

Представлен обзор современного состояния электромеханической науки, рассмотрены перспективные направления применения новейших достижений нанотехнологии в тех отраслях, где научно-технический прогресс базируется на комплексном применении электромеханических преобразователей энергии. Рассмотрено современное состояние совершенно нового направления науки — микросистемной электромеханики. Проанализированы широкие спектры его практического применения и перспективы дальнейшего развития. Базовыми объектами исследования микросистемной электромеханики являются системы микроминиатюрных электромеханических преобразователей (МЭМС) и наноэлектромеханических преобразователей энергии (НЭМС). Подробно даны два основных пути создания микро- и наноэлектромеханических преобразователей энергии как базовых элементов МЭМС и НЭМС. Описаны основные технологические приемы конструирования базовых функциональных элементов микросистемной электро- механики, охарактеризованы области их применения в традиционной и новой технике (в информационных и компьютерных технологиях, медицине, аэрокосмических и ракетно-артиллерийских системах и т.д.).


Ключевые слова

микросистемная и нано- электромеханика, МЭМС и НЭМС, молекулярный монтаж, атомная сборка


Библиографический список

 1. Иосифьян А.Г. Вопросы электромеханики. М.: Энергия, 1975.

2. Иосифьян А.Г. Электромеханика в космосе. М.: Знание, 1977.

3. Копылов  И.П.  Куда  идет  электромеханика  // Электротехника. 2007. № 12. С. 50—55.

4. Бертинов А.И. и др. Специальные электрические машины. Источники и преобразователи энергии. М.: Энергоатомиздат, 1993.

5. Копылов И.П., Гандилян С.В., Гандилян В.В. Некоторые вопросы обобщенного физико-математического моделирования электромеханических преобразователей энергии // Электротехника. 1998. № 9. С. 25—40.

6. Осин И.Л., Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. М.: Изд-во МЭИ, 2003.

7. Гандилян С.В., Гандилян В.В. Некоторые проблемы создания микроминиатюрных электромеханических  преобразователей  энергии  //  Электричество. 1999. № 3. С.43—46.

8. Копылов И.П. Электрические машины. Т. 1, 2. М.: Юрайт, 2015.

9. Нанотехнологии   в   электронике   /   под   ред. Ю.А. Чаплыгина. М.: Техносфера, 2005.

10. Gallacher B.J., Burdess J.S., Harris A.J., Mc- Nie M.E. The Desing and Fabrication of a Multi Axis Vibrating Ring Gyroscope // Proc. Symp. Gyro Techn. Stuttgart, 2001. Pp. 10—20.

11. Muralt   P.   Micromachined   Infrared   Detectors Based on Pyroelectric Thin Films // Rep. on Progress in Phys. 2001. V. 64. Pp. 1339—1388.

12. Алферов Ж.И. и др. Наноматериалы и нано- технологии  //  Микросистемная  техника.  2005.  №  8. С. 3—13.

13. Губин С.П., Ткачев С.В. Графен и родственные наноформы углерода. М.: URSS, 2012.

14. Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы. М.: Академия, 2005.

15. Нанотехнология  в  ближайшем  десятилетии. Прогноз направления развития / под ред. М.К. Роко, Р.С. Уильямса, П. Аливисатоса. М.:Мир, 2002.

16. Lew H.S. Electro-Tension and Torgue in Biological Membranec Modelled as a Dipole Sheet // Fluid Conductors. Biomechanics. 1972. V. 5. Nо. 4. Pp. 126—132.

17. Гандилян  С.В.,  Гандилян  У.В.  Обобщенное электромеханическое моделирование биоэнергетических систем // Электротехника. 1996. № 6. С. 53—56.

18. Нанобиотехнология   биомиметическая   мембран / под ред. Д.К. Мартина. М.: Научный мир. 2012.

19. Григорьев В.И., Григорьева Е.В. Бароэлектрический эффект и электромагнитные поля планеты и звезд. М.: Физматлит, 2003.

20. Гандилян С.В., Гандилян У.В. Совмещенные индуктивно-емкостные электрические машины // Известия  РАН.  Сер.  «Энергетика  и  транспорт».  1993. № 2. С. 50—62.

21. Лапцевич  А.А.,  Гречихин  Л.И.,  Куць  Н.Г. Энергетическая база беспилотных летательных аппаратов // Известия высш. учеб. заведений. Сер. «Энергетика». 2010. № 1. С. 64—78.

22. Пятаков А.П., Звездин А.К. Магнитоэлектрические  материалы  и  мультиферроики  //  УФН.  2012. Т. 182. С. 539—620.

23. Турков В.Е., Жукова С.А., Рискин Д.Д. Реактивные микродвигатели, изготавливаемые по технологии МСТ // Нано- и микросистемная техника. 2014. № 12. С. 7—21.

24. Karayn H.S. Gandilayn S.V. Several Issues of Generalized Physical and Mathematical Modeling of Micro- and Nano-Electromechanical Systems (MEMS and NEMS) // Armenian J. Phys. 2016. V. 9 (3). Pp. 244—259.

25. Ковшов А.Н., Назаров Ю.Ф., Ибрагимов И.М. Основы  нанотехнологии  в  технике.  М.:  Академия, 2009.

26. Альтман  Ю.  Военные  нанотехнологии:  возможности применения и превентивного контроля вооружений. М.: Техносфера, 2006.

27. Гандилян С.В. Некоторые вопросы обобщенного физико-математического моделирования микро- и наноэлектромеханических систем // Нано- и микросистемная техника. 2015. № 8. С. 15—32.

28. Харис П. Углеродные нанотрубки и родственные структуры. Новые материалы XXI века. М.: Тех- носфера, 2003.

29. Елецкий  А.В.  Углеродные  нанотрубки  и  их эмиссионные  свойства  //  УФН.  2002.  Т.  172.  №  4. С. 401—438.

30. Нанотехнология  в  ближайшем  десятилетии. Прогноз направления исследований / под ред. М. Роко, П. Аливистоса. М.: Мир, 2002.

DOI: 10.24160/1993-6982-2017-5-63-70

Для цитирования: Караян Г.С., Гандилян С.В., Гандилян В.В. Современное состояние и перспективы развития микросистемной электромеханики // Вестник МЭИ. 2017. № 5. С. 63—70. DOI: 10.24160/1993-6982-2017-5-63-70.