微機電系統(tǒng)（MEMS）是指一系列微型器械,，主要用于制造生產(chǎn)電子芯片及其儀器,。該項技術廣泛運用于當今的大眾電子市場，但是有一個問題,，那就是隨著使用時間的增加，它們的活動部件由于長時摩擦極易磨損。

來自麻省理工學院（MIT）研究人員對此給出了一個新的解決方案,，他們制造的儀器活動部件之間不再直接接觸，這樣便有效地防止了機器磨損與故障,。

這項系統(tǒng)使用了一層液滴來支撐起一個可移動的微型平臺,。這些液滴可以是水，也可以是其他的液體,。通過對液滴的尺寸形態(tài)的控制,，可以精準地控制與調動微平臺的運作。通過電力控制液滴就可以讓該平臺向上,、向下或者傾斜移動,。

這項研究成果的相關論文發(fā)表在《應用物理學快報》（Applied Physics Letters），論文作者包括了MIT研究生丹尼爾·普里斯頓（DanielPreston）與機械工程學副教授艾弗林·王（Evelyn Wang）,，以及其他五位成員,。

普里斯頓解釋說這項新的系統(tǒng)可用于儀器制造的不同階段，例如顯微鏡的樣品臺,。顯微鏡的對焦就可以通過調節(jié)液滴的形態(tài)來完成,。

這項系統(tǒng)的運作方法是基于更改液滴與平臺表層的接觸角度。液滴在親水的表面上會變扁,，進而形成一個極小的接觸角,。反過來，如果材料是疏水的，那么液滴便會保持一個較完整的球體形狀,，從而形成一個非常大的接觸角,。而在某些絕緣體材料的表面，可以通過調節(jié)外加電壓的方法來控制液體的“親/疏水性”,，以達到調節(jié)水珠形狀來的目的,。

假如材料面是疏水的，液滴便會拱起,，進而將整個平臺都抬高,。MIT的研究者們用一層薄銅片演示了這種情況?！耙簿褪钦f,，我們只是調整水珠的大小與形態(tài)便可以相應的調節(jié)所需要的平臺角度?！逼绽锼诡D說道,，“現(xiàn)在有很多實驗都需要用到激光，因此我們的微動裝置會給他們帶來很大的幫助,?！?/p>

為了能夠讓液滴保持形態(tài)而不至于直接滑走，研究團隊把可移動微平臺的底面也徹底改造了一番,。盡管接觸面的材料幾乎都是疏水的,，但是因為在其中植入了很多微小的親水性性圓形材料，這么一來,，水珠就可以安全的被“釘”在平臺的表面上了,。

在最初的測試里，垂直方向的精度可以達到10微米,，也就是百萬分之一米,，而最大的操控范圍則可以達到130微米。

普里斯頓介紹說：“MEMS常常因為固體表面間的接觸而磨損,，甚至還有可能卡住,。在這么微小的運作層面上，東西非常容易壞,。雖說我們這項技術并非是什么新鮮事,，但是還沒有用它來移動過一個平臺。我們所做出的真正創(chuàng)新點則是在沒有固體材料的鏈接下,，成功將一個平臺上下移動,，甚至還可以做到改變角度?！?/p>

從原理上來看,，如果用上大型的電極陣列,，除了可以讓平臺的上下移動以外，還能實現(xiàn)一些更為精確的操作,。比如說,，這個陣列可以應用于在“芯片實驗室”(Lab on a chip)，將生物樣品從一個測試芯片“搬運”到下一站去,。

普里斯頓還表示,，這項系統(tǒng)能夠很快用于現(xiàn)實中的某些特定應用上。他還補充道：“（到底會有多塊）要取決于人們對此的熱情,，但是我個人看來這項研究的大面積使用是沒有什么問題的,，我想在一年之內應該就可以實現(xiàn)?！?/p>

加州大學的機械航空工程學教授Chang-Jin Kim雖然沒有參與這項研究,，但是他也指出：“在微觀尺度下的操控是相當困難的，因為那些常用的發(fā)動機或者變速裝置是沒有微版本的,，再說了,，就算它們真的有,，那也是相當脆弱而且摩擦力較大的,。所以在這種前提下，利用液滴來充當一個機械元素也是情理之中,。當然,，在這項研究成為實際以前，還有一系列的問題亟需解決,，但不得不說這已經(jīng)是一個相當具有說服力的起點了,。”

印度理工學院的納米科學與工程中心的教授普羅森系特·森（Prosenjit Sen）對此也做出評論：“這個解決方法更簡單了,，因此將其應用于實際操作范疇下可以有效地節(jié)約成本,。此外，液滴來支撐平臺還能起到一定的避震效果,，這在以前的全固態(tài)平臺上時完全不可能的,。”