現(xiàn)在，市場對能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境的微機電系統(tǒng)（MEMS）的需求正在增長，但硅基MEMS在極端條件下工作困難，在高溫下性能也受限。碳化硅（SiC）是一種很有發(fā)展前景的解決方案，能夠為打造耐用型MEMS提供絕佳的熱、電和機械性能。

加速度計原理圖（圖片來源：phys.org）

盡管SiC MEMS很有發(fā)展?jié)摿?，但其研發(fā)仍面臨復(fù)雜體微加工工藝帶來的挑戰(zhàn)，因此需要采用創(chuàng)新策略以利用SiC在打造堅固設(shè)備方面的優(yōu)勢。為此，據(jù)外媒報道，科學(xué)家們采用新型碳化硅-碳納米管（SiC-CNT）復(fù)合材料打造了一款加速度計，此種材料可以承受嚴(yán)重的環(huán)境壓力。該項研究展示了一種變革性材料融合的結(jié)果，將SiC的耐久性與CNT的多功能性與導(dǎo)電性相結(jié)合。

該項研究將SiC的彈性與CNT的多功能性結(jié)合起來，研究團(tuán)隊的方法包括生長一個CNT陣列，并利用化學(xué)氣相沉積法使非晶SiC致密化，打造一種具有優(yōu)異機械強度、出色導(dǎo)電性以及高熱穩(wěn)定性的材料。

此種SiC-CNT復(fù)合材料可以打造出高縱橫比的結(jié)構(gòu)，這對于MEMS設(shè)備的靈敏度和效率至關(guān)重要，同時還可以確保其在極端溫度和腐蝕環(huán)境下具有強健的性能。

首席研究員Sten Vollebregt教授表示：“該項研究的進(jìn)展不僅克服了長期以來的制造挑戰(zhàn)，還顯著提升了MEMS設(shè)備的機械和電氣性能。我們的SiC-CNT復(fù)合材料加速度計徹底改變了MEMS無法在傳統(tǒng)設(shè)備無法使用的環(huán)境中部署的局面?！?/p>

研究人員們所打造的電容式加速度計展示了該復(fù)合材料在MEMS應(yīng)用中的潛力，特別對于需要在高溫、高輻射、高腐蝕環(huán)境中運行的設(shè)備而言。此類加速度計對于航天航空、汽車和工業(yè)監(jiān)控等在極端條件下保證可靠性至關(guān)重要的系統(tǒng)而言十分重要。