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聚合物微纳制造技术现状及展望目录聚合物微纳制造技术现状及展望 (1)1、微纳系统的意义、应用前景 (1)2、微纳机电系统国内外研究现状和发展趋势 (3)3. 聚合物微纳制造技术研究现状 (9)4. 展望 (11)微/纳米科学与技术是当今集机械工程、仪器科学与技术、光学工程、生物医学工程与微电子工程所产生的新兴、边缘、交叉前沿学科技术。
微/纳米系统技术是以微机电系统为研究核心，以纳米机电系统为深入发展方向，并涉及相关微型化技术的国家战略高新技术[1]。
微机电系统(Micro Electro Mechani cal System, MEMS ) 和纳机电系统(Nano Electro Mechanical System, NEMS )是微米/纳米技术的重要组成部分，逐渐形成一个新的技术领域。
MEMS已经在产业化道路上发展，NEMS还处于基础研究阶段[2]。
从微小化和集成化的角度，MEMS (或称微系统)指可批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通讯和电源等于一体的微型器件或系统。
而NEMS(或称纳系统) 是90 年代末提出来的一个新概念，是继MEMS 后在系统特征尺寸和效应上具有纳米技术特点的一类超小型机电一体的系统，一般指特征尺寸在亚纳米到数百纳米，以纳米级结构所产生的新效应(量子效应、接口效应和纳米尺度效应) 为工作特征的器件和系统。
图1给出了MEMS 和NEMS 的特征尺度、机电系统的尺度与相应的理论问题[2]。
图1 MEMS 和NEMS 的特征尺度、机电系统的尺度与相应的理论问题1、微纳系统的意义、应用前景由于微/纳机电系统是一门新兴的交叉和边缘学科，学科还处于技术发展阶段，在国内外尚未形成绝对的学科和技术优势；微/纳米技术还是一项支撑技术，它对应用背景有较强的依赖性，目前它的主要应用领域在惯导器件、军事侦察、通信和生物医学领域，以及微型飞机和纳米卫星等产品上。
光学微纳制造技术的研究进展近些年来，随着科技的不断进步，光学微纳制造技术也得到了极大的发展。
这种技术可以将微米级别的物品进行高精度的制造和加工，极大的拓展了我们的生产空间，并且在很多领域具有广泛的应用。
本文将会介绍关于光学微纳制造技术的研究进展。
1、背景介绍在现代社会，我们对于物品制造的精度要求愈发高了，尤其是一些高端的应用领域，对于物品制造的精度要求也就更高。
光学微纳制造技术就是为了解决这些问题而生的。
它能够将物品进行精密、快速的制造和加工。
同时，该技术具有高效、灵活、环保等优点。
可以说，光学微纳制造技术是现代科技的重要组成部分。
2、技术的发展历程早在1983年，科学家就开始了有关光学微纳制造技术的研究。
当时，科学家使用了激光束辐照的方法进行加工，但是由于加工速度慢、工艺繁琐等原因，这种方法并不可行。
而随着技术的进步，人们不断地探索和创新，从而使得光学微纳制造技术得以趋于成熟。
在近些年中，科学家们成功的研制出了多种新型的加工方法，这些方法包括激光直写、三维激光雕刻、多光束干涉、光束聚焦等，这些方法使得光学微纳制造技术得到了广泛的应用。
3、应用领域光学微纳制造技术的应用十分广泛，它可以用于生物医药、电子信息、航空航天、光学通信、新材料等众多领域。
在生物医药领域，光学微纳制造技术能够对显微镜望远镜、医疗器械进行高精度的加工和制造，极大的提高了生物医药的科学水平。
此外，在电子信息领域中，光学微纳制造技术能够制造各种微电子元器件，如微处理器、微传感器等等，这些元器件为我们的电子产品提供了强大的支持。
4、未来展望随着科技的持续进步，光学微纳制造技术的发展前景也是不可限量的。
在未来，该技术将能够实现更精准、更高速、更智能化的加工方法。
同时，我们还可以期待着，光学微纳制造技术在更多领域中的应用。
总之，光学微纳制造技术是人类科技进步的重要成果之一。
它能够解决我们生产中的一些难题，为我们的生活带来便利。
在未来，随着这项技术的不断发展，我们有理由相信，光学微纳制造技术必将在更广泛的领域发挥更大的作用。
微纳机器人的发展现状与未来趋势随着科技的不断进步，微纳技术已经取得了一系列令人瞩目的成果，其中微纳机器人的发展更是备受关注。
微纳机器人是一种可以在微米和纳米尺度上操作并执行任务的机器人，其不仅能够适应各种极端环境，还具备极高的精确度和灵活性。
本文将探讨微纳机器人的发展现状以及未来的发展趋势。
首先，我们来看一下微纳机器人的发展现状。
目前，微纳机器人已经广泛应用于医学、生物学、工程学等领域。
在医学领域，微纳机器人被用于进行微创手术、药物传递和能量传输等任务。
通过微纳机器人的精确控制，医生可以在人体内进行精细的手术，减少手术创伤和恢复时间。
在生物学领域，微纳机器人被用于进行细胞操作、药物筛选和基因编辑等研究。
微纳机器人能够快速、精确地操纵微小物体，为生物学研究提供了全新的可能性。
此外，在工程学领域，微纳机器人被用于进行微电子器件的组装和维修等任务。
微纳机器人能够在极小空间内进行精细操作，提高了微电子器件制造的效率和质量。
然而，虽然微纳机器人在以上领域取得了一些进展，但仍面临着一些挑战。
首先，微纳机器人的制造成本较高，限制了其大规模应用。
目前，微纳机器人的制造主要依赖于精密的制造设备和工艺，在成本上存在一定的局限性。
其次，微纳机器人的控制和操作技术还需要进一步改进。
由于微纳机器人的尺寸较小，传统的控制方法不再适用，需要研发新的控制技术以提高机器人的精确度和稳定性。
此外，微纳机器人的动力系统也需要改进，以适应更复杂的任务需求。
针对上述挑战，未来微纳机器人的发展趋势将主要体现在以下几个方面。
首先，微纳机器人的制造成本将逐渐降低。
随着制造技术的不断创新和发展，微纳机器人的制造成本将大幅降低，从而推动其规模化生产和应用。
其次，微纳机器人的控制和操作技术将得到进一步改进。
研究人员将致力于开发更精确、稳定的控制方法，提高微纳机器人的操作能力和智能性。
此外，将会研发新的动力系统和能源来源，使微纳机器人能够在更复杂的环境中执行任务。
微纳制造技术在材料科学中的应用研究微纳制造技术是一项重要的技术领域，它将材料科学与先进制造技术相结合，为我们带来了巨大的发展潜力。
微纳制造技术的应用范围广泛，不仅可以用于制造微型电子元件和纳米材料，还可以在生物医学和能源领域发挥重要作用。
一、微纳制造技术在材料科学中的应用微纳制造技术在材料科学中的应用是多方面的。
首先，微纳制造可以用来制造具有特殊功能的材料。
以纳米材料为例，纳米材料具有较大的比表面积和特殊的物理性质，可以用于制造高性能的传感器、催化剂和储能材料等。
此外，通过微纳制造技术，可以控制材料的微观结构和纳米粒子的尺寸和形状，从而调控材料的力学、热学和光学性质。
其次，微纳制造技术在材料科学中的应用还包括制造微型电子元件。
随着电子技术的不断发展，人们对电子元件的要求越来越高，需要更小、更轻、更快的器件。
微纳制造技术可以精确控制材料的尺寸和形状，制造出微米级别的电子元件，如集成电路和传感器。
这些微型电子元件不仅具有小尺寸、高性能的特点，而且还可以进行集成和多功能化设计，为电子产业的发展提供了新的机遇。
另外，微纳制造技术在生物医学领域也有广泛的应用。
通过微纳制造技术，可以制造出具有特殊功能的生物材料，如生物芯片、生物传感器和药物传输系统等。
这些生物材料可以用于细胞培养、药物筛选和生物诊断等领域，为生物医学研究和治疗提供了新的途径。
此外，微纳制造技术还可以用于制造微型植入器件，如人工关节和心脏起搏器等，为医疗领域带来了重大的突破。
二、微纳制造技术在材料科学中的研究进展近年来，微纳制造技术在材料科学中取得了许多重要的研究进展。
一方面，研究人员通过改进微纳制造技术的工艺流程和设备，提高了材料的制备效率和性能。
例如，他们利用光刻和电子束曝光技术，实现了纳米级别的图案制备；利用溶胶凝胶法和等离子体沉积技术，制备出了具有优异性能的纳米材料。
另一方面，研究人员还通过探索新的材料系统和微纳结构的设计原理，不断拓展了微纳制造技术的应用领域。
微纳系统技术的研究与发展随着人类对科学技术的不断探索和深入研究，微纳系统技术逐渐走进了人们的视野。
微纳系统技术是指将微观世界与纳米尺度物理特性相结合，通过制备和集成微小尺寸的电子、光电子、机械和生物元件，实现对微小领域形态、结构、功能和性能的控制和调控。
它既是新兴的核心技术领域，又是现代科技创新的重要推动力量。
在本文中，我们将展开微纳系统技术的研究和发展，以及其在实际应用中所展现出的强大威力。
一、微纳系统技术研究的意义作为一个新兴的领域，微纳系统技术具有许多独特的特点和优势。
首先，它可以将微型电子、光电子、机械和生物元件集成起来，形成一个高度集成的系统，实现对局部原始数据、信号和信息的高效率采集、处理和传输。
这样可以大幅度提高设备的工作效率和性能。
其次，微纳系统技术具有结构简单化、操作易于实现、制备工艺简单、空间体积小等优点，使它在日常生活、医疗保健等方面应用广泛。
例如，微纳器件可以被应用于医疗中的诊断和治疗，如使用微纳针头收集血样，进行细胞分离和检测等。
同时，微纳系统技术也可应用于机器人、自动化智能控制、无线通信等领域。
最后，微纳系统技术研究也是未来智能化、绿色生产和高效能源利用方面的重要支撑。
具有很大的技术创新潜力和广阔的市场前景。
二、微纳系统技术的研究进展近年来，微纳系统技术的研究进展迅速，主要体现在以下几个方面。
1.微纳加工微纳加工是微纳系统技术最基础和关键的技术之一。
现在，微纳加工已经经历了从传统工艺到先进工艺的发展。
常见的微纳加工技术包括光刻、薄膜沉积、离子注入、激光切割和高分子工艺等，其中光刻技术是微纳加工的核心技术。
2.微纳结构微纳结构是微纳系统技术中的重要组成部分之一。
微纳结构是指微观世界中的各种形态和结构特征，例如：微梁、微环、微槽、微阱等等。
微纳结构的设计和制备是微纳系统技术中的难点。
近年来研究者通过应用新材料、新加工工艺和新设计思路，大大地提高了微纳结构的制备精度和复杂度。
我国微纳技术研究和发展现状及趋势微纳技术，是指制备和操作尺度在微米和纳米级别的物质或器件的技术和方法。
作为新材料、新能源、新医药、新电子、新生命科学等领域的基础性技术，微纳技术在世界范围内受到广泛关注。
我国微纳技术在国家发展战略中具有重要战略地位，发展前景广阔。
一、我国微纳技术研究现状1.研究进展目前，我国微纳技术研究已经有一定的进展。
在科研机构方面，包括中科院、清华大学、北大、复旦等高校和科研单位，在微纳技术领域均有自己的研究方向和成果。
同时，一大批微纳技术企业已经涌现，涉及电子、制造、生物医药等领域。
这些企业通过各种形式的合作，促进了我国微纳技术的发展速度。
2.主要应用我国微纳技术主要应用在电子信息、新材料等领域。
在电子信息领域，微纳技术用于半导体、光电、MEMS等领域。
新材料领域，微纳技术主要用于生物药物、石墨烯、合金等领域。
在其他领域，比如医疗、环保、食品等也有应用。
3.存在问题我国微纳技术在研究和应用方面还存在不少问题。
首先，我们的微纳技术研究和应用还停留在初步研究阶段，相比于发达国家还有不小的差距。
其次，国内微纳技术企业大多数还是初创的小企业，产业链比较薄弱。
再次，微纳技术发展需要耗费大量资金和技术支持，现有研发体系还无法达到需求。
二、我国微纳技术发展趋势1.政策支持为了加强我国微纳技术的研究与发展，国家对此给予了政策扶持。
政策包括加强技术集成与交叉研究、设立科研基地等。
同时，国家会出台对于微纳技术研究和应用的扶持政策，为企业提供资金和技术支持。
2.人才储备微纳技术的研究需要人才储备。
当前，国内高等教育机构中已涌现一批有实力的微纳技术研究团队，他们在享受政府支持下，为培养人才提供了良好的机会和环境。
3.走好技术发展道路技术路线上，我们应该学习借鉴国外先进经验，用好已有基础。
同时，也需要注重研究开发的实用性和市场竞争力。
一方面，加强微纳技术的研发，另一方面，也需要注意技术的应用和成果。
微纳制造技术的研究与应用引言微纳制造技术是指通过对微米和纳米尺度下材料和结构进行控制和组装，实现精密加工和制造的技术。
微纳制造技术的研究与应用在诸多领域都有深远的影响，包括电子、光学、生物、医药、材料等。
本文将从微纳制造技术的概念、研究进展和应用案例等方面进行探讨。
微纳制造技术的概念微纳制造技术是一种基于微米和纳米尺度的制造工艺，通过对材料和结构进行精密控制和组装，实现对微小物体的加工和制造。
微纳制造技术主要包括微纳加工、微纳组装和微纳测量等方面的内容。
微纳加工微纳加工是指通过光刻、离子束刻蚀、激光加工等技术，在微米和纳米尺度下对材料进行加工和雕刻。
微纳加工技术的出现，使得制造出具有纳米特性的器件成为可能，如纳米电子元件、纳米光学元件等。
微纳组装微纳组装是指将微米和纳米尺度的零部件组装成功能完整的器件或系统。
微纳组装技术可以通过自组装、机器人组装等方式实现。
微纳组装技术的研究和应用，是实现微纳器件可靠性和复杂度的关键。
微纳测量微纳测量是指对微米和纳米尺度下材料和结构的测量和分析。
微纳测量技术可以通过扫描电子显微镜、原子力显微镜等设备实现，能够观察和分析微米和纳米级别的结构特征和性能。
微纳制造技术的研究进展微纳制造技术的研究与发展已经取得了许多重要进展，以下是几个方面的研究进展介绍。
纳米光子学领域的研究纳米光子学是将光子学与纳米技术相结合的研究领域。
通过微纳制造技术，可以制备出纳米级别的光学器件，如纳米光波导、纳米天线等。
这些纳米光学器件具有微小体积和高效性能的特点，可以应用于光通信、光传感和光计算等领域。
微纳机械系统的研究微纳机械系统是将机械学与微纳制造技术相结合的研究领域。
通过微纳制造技术，可以制备出微纳机械器件，如微型电机、微型臂等。
这些微纳机械系统具有体积小、功耗低、响应快的特点，可以应用于微型机器人、生物医学等领域。
纳米材料的制备与表征纳米材料是一种具有纳米级尺寸的材料，具有独特的物理、化学和生物学特性。
微纳米级精密加工技术最新进展微纳米级精密加工技术是当代科技发展的关键技术之一，它在信息技术、生物医疗、航空航天、光学制造等领域发挥着至关重要的作用。
随着科学技术的飞速进步，微纳米级精密加工技术不断取得突破，推动着相关产业的创新与升级。
以下是该领域最新进展的六个核心要点：一、超精密光刻技术的新突破超精密光刻技术作为微纳加工的核心技术，在半导体芯片制造中占据主导地位。
近年来，极紫外光刻(EUV)技术取得了重大进展，其波长缩短至13.5纳米，极大提高了图案分辨率，使得芯片上的元件尺寸进一步缩小，推动了摩尔定律的延续。
同时，多重曝光技术和计算光刻技术的结合应用，进一步提高了光刻精度，为实现更小特征尺寸的集成电路铺平了道路。
二、聚焦离子束加工技术的精细化聚焦离子束(FIB)技术以其高精度、灵活性强的特点，在微纳米结构的直接写入、修改及分析方面展现出了巨大潜力。
最近，通过优化离子源和束流控制系统，FIB技术实现了亚纳米级别的加工精度，为纳米器件的制备、纳米电路的修复及三维纳米结构的构建提供了强有力的技术支持。
此外，双束系统（FIB-SEM）的集成，即在同一平台上集成了聚焦离子束与扫描电子显微镜，大大提高了加工的准确性和效率。
三、激光微纳加工技术的创新应用激光加工技术在微纳米尺度上展现出了新的应用潜力，尤其是超短脉冲激光技术的出现，如飞秒激光，能够在材料表面进行无热影响区的精确加工，适用于复杂三维结构的制造。
通过调控激光参数，如脉冲宽度、能量密度和重复频率，可实现从材料表面改性到内部结构雕刻的广泛加工能力，被广泛应用于生物医疗植入物、微光学元件及微流控芯片的制造中。
四、化学气相沉积与电化学加工的精细化化学气相沉积(CVD)作为一种薄膜沉积技术，近年来在微纳米材料合成方面取得了显著进展，特别是在石墨烯、二维材料及其异质结构的可控生长方面。
通过精确调控反应条件，如温度、压力和气体配比，实现了单层或多层纳米薄膜的高质量沉积，为纳米电子学、能源存储及传感技术的发展提供了关键材料。
微纳结构器件制备及其性能研究随着科技的不断发展，微纳结构器件逐渐走进我们的视野，成为当前的热门研究领域。
微纳结构器件制备及其性能研究是一项十分重要的工作，它不仅有助于提高微纳结构器件的制备技术，还能进一步提高其性能，拓展其应用范围。
本文将着重介绍微纳结构器件制备技术及其性能研究最新进展。
一、微纳结构器件制备技术微纳结构器件制备技术是指通过一系列工艺步骤，将微纳结构制备出来的过程。
在微纳结构制备中，最常用的技术包括：电子束光刻、激光束光刻、光刻、X射线刻蚀、离子束刻蚀、电化学蚀刻等。
其中，激光束光刻是一种前景广阔的微纳加工技术，它利用激光束直接将图案精确地转移到光敏物质上，绘制出高精度、高分辨率的图形。
激光束光刻技术已经广泛应用于微纳器件的制备中，如MEMS传感器、光学元件等。
二、微纳结构器件性能研究微纳结构器件的性能研究主要包括器件特性、工作原理、耐久性测试等方面，具体如下：1.器件特性研究在微纳结构器件的制备与应用过程中，我们需要对其性能进行深入的研究与分析。
其中，器件特性是微纳结构器件研究的关键，包括电学、光学、力学等特性。
电学特性研究中，重点考察的有电阻、电容、电流等参数；光学特性研究中，则需要分析透射、反射、吸收等特性；力学特性研究中，则需要分析弹性、塑性、断裂等特性。
2.工作原理研究微纳结构器件的工作原理是研究微纳器件的核心问题，研究工作原理可以帮助我们更好地了解器件的性能和特性。
目前，微纳结构器件的工作原理主要有以下几种类型：电学、光学、热学、力学、化学等。
3.耐久性测试研究随着微纳技术的不断发展，微纳器件的发展也越来越重要。
微纳器件在使用过程中，对其的稳定性和耐久性要求非常高。
因此，在微纳结构器件的制备和使用过程中，耐久性测试十分关键。
常见的测试方法包括温度、压力、加速度、振动等多种测试手段。
三、微纳结构器件技术的应用微纳结构器件技术已经在多个领域得到了广泛的应用，具有非常广泛的应用前景，比如：1.微纳传感器微纳传感器是微纳结构器件技术最常见的应用之一，它们利用微纳技术，制备出小型、高灵敏度的传感器，可以应用于测量力、位移、温度等多种参数。
万方数据 万方数据４机械工程学报第４４卷第１１期问题的作用（图３），对解决ＭＥＭＳ梁粘附问题有很好作用。
研究为今后ＤＬＣ膜在ＭＥＭＳ的广泛应用提供了参考依据。
（ａ）无ＤＬＣ膜Ｃｏ）ＤＬＣ膜图３多晶硅悬臂梁阵列粘附情况扫描电镜图１．３典型微流体器件输运特性微流体器件是微纳系统重要分支，当流体通道小至一定程度，其机理和外在表现与宏观流体有许多差异。
近年来微流体己成为基础研究的热点。
我国开展微流体方面研究的单位主要有清华大学、中科院力学所、中国科技大学、浙江大学以及大连理工大学［１４以６】等。
中科院力学所对微米尺度的通道内流体流动特性进行了深入试验研究，发现高压条件下３～１０岫直径的微管道液体流动出现偏离Ｈａｇｅｎ．Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ流动规律的倾向，认为压力对液体粘性的影响是主要因素。
提出了量纲一阻力系数和流量的修正公式，并将微尺度流动引入流体力学参量的试验测量，提出了微量液体粘度仪的设计思想。
浙江大学针对微流体全流场测试需求，结合国内装备，发展了短波段滤光技术，建立ＭｉｃｒｏＰＩＶ测试设备，用于测量１０ｌｘｍ以上管道内流体流动特性。
大连理工大学针对微流控电泳芯片，对片上电泳微流体输运现象进行了研究：结合有限体积法、贴体网格生成和高阶界面离散等方法，建立能计算多尺度和多物理场耦合的微流体计算平台，对复杂通道内电泳分离进行了数值计算。
建立微流体动态测试平台，分析了测试平台主要技术指标和性能，利用该平台，可进行微流体扩散、电泳分离控制、电渗流测量等微流体试验。
１．４拓扑优化技术在微纳结构设计中的应用在结构型微纳器件的设计中，拓扑优化为微结构中的材料分布的确定提供了一个很好解决思路，针对连续体结构拓扑优化中出现的棋盘格式问题，大连理工大学提出了一种变节点密度法，并将该方法应用于柔性微结构的拓扑优化设计１１７－１８１０完成了用于微装配的电热驱动微夹钳的结构概念设计，得到了多种新的一体化的ＭＥＭＳ尺度电热微夹钳，见图４ａ、４ｂ。
１．５微传热学的研究进展在微尺度领域，特征尺寸的不断减小，带来了不少新的理论和技术问题，微尺度传热学就是其中之一。
微尺度传热学与“介观”物理、“细观”力（ｂ）微夹钳结构之二图４电热微夹钳及其电铸结构学、纳米材料科学等一起，逐渐形成了微尺度理论的体系。
近年来，对微尺度传热学（含声子传热学），以清华大学、大连理工大学、浙江大学等为代表的研究单位，从理论建模、计算机数值模拟、声、热、力耦合以及试验技术等方面进行了研究和探索【ｌ弘２０】，对毛细微槽内三维流动相变强化传热机理、微通道内低速气体流动传热的ＤＳＭＣ．ＮＳ耦合算法、微／纳尺度孔隙结构内传热传质机理、采用热边界层中断概念强化硅基微通道传热、两相岐管式微通道的均热热沉气液两相流流动与传热特性、微ＰＣＲ芯片中的传热、多孔支撑微结构中反应气的传热特性等进行了深入研究，发现了很多微槽、微孔、微型热管、微型毛细泵环、微器件和微系统等的内部传热特性和规律，对设计优化各种微机电系统有很重要的指导意义。
１．６微测试方法和装置的研究进展微测试方法和装置的研究进展如下所述。
（１）微构件材料拉伸性能测试系统。
清华大学吴昊等［２１设计并建成了微构件材料拉伸性能测试系统，如图５所示。
该系统指标如下表。
图５微构件材料拉伸性能测试系统 万方数据２００８年１１月王啻：鼎等：中国微纳制造研究进展５表微构件材料拉伸性能测试系统指标性能指标数值伸缩量ｂ／ｂＬｍ分辨率，，ｎｍ测量精度ｐ／ｎｍ加载频率．／ｎ－ｌｚ光学放大倍数用Ｉ屏幕放大倍数ｍ２～３１０２５～５６０４０２３００（２）单晶硅微构件弯曲疲劳性能片上测试芯片系统。
清华大学苏才钩等‘８１所设计的弯曲疲劳片上测试系统利用比较成熟的ＭＥＭＳ驱动器——静电梳状驱动器（图６、７）作为驱动单元，以梳状驱动器可动极板的某个支撑梁作为测试单元。
图８试制的芯片式微摩擦试验仪结构示意图图６静电梳状驱动器结构示意图图７集驱动和试件于一体的“片上”测试结构（３）芯片式微摩擦试验仪。
清华大学摩擦学国家重点实验室在微马达、微齿轮和微开关等微机电器件中，发现摩擦和磨损的部位大多数是在结构的侧面或背面，用原子力显微镜或球盘试验机等常规的试验仪器很难模拟这些部位的摩擦和磨损行为。
为此，设计和研制了一种能够模拟和测试微机电系统侧表面摩擦磨损的芯片式试验仪，并进行了静、动摩擦因数的测试。
所设计的：卷片式微摩擦试验仪如图８、９所示。
该试验仪由驱动部分、预紧部分、测试部分以及标定部分等组成。
图９接触部位的扫描电镜照片２微系统设计与加工工艺研究进展近年来我国科技部、教育部、国防科工委等部委在微纳系统关键设计与加工技术装备上持续投入，在我国形成了几个ＭＥＭＳ研究力量比较集中的地区。
并且突破了若干关键技术，加工能力和成品率得到很大的提高，为国内微纳系统研发提供了良好的服务平台。
微系统设计与加工工艺研究方面主要取得了以下进展。
２．１设计方法东南大学、北京大学和西北工业大学针对目前商用ＭＥＭＳ设计软件中的制造模块的不足，重点开展了工艺模型建模、模拟与验证、工艺与封装材料特性数据库等方面的研剜２１‘２５１。
开发出ＭＥＭＳ表面加工模型模拟与ＩＰ库、ＩＣＰ加工模型模拟与ＩＰ库、热键合技术模型模拟与ＩＰ库、静电技术模型模拟与ＩＰ库、封装材料特性测试及数据库等，并将测试结构ＩＰ库、ＩＣＰ加工ＩＰ库集成到了ＩＮＴＥＬＬＩＳＵＩＴＥ软件，同时将ＩＣＰ加工ＩＰ库、硅各向异性腐蚀ＩＰ库、表面加工ＩＰ库、静电键合ＩＰ库集成到自行开发的集成设计平台中。
２．２硅基ＭＥＭＳ制造工艺通过在中科院上海微系统所、北京大学、中电科 万方数据６机械工程学报第４４卷第１１期技集团１３所、中电科技集团２４所和中电科技集团５５所重点建立５个ＭＥＭＳ加工平台【２１】，解决了ＭＥＭＳ表面微机械加工技术、体硅微机械加工技术、键合技术、低应力多层薄膜淀积技术以及互补性氧化金属半导体（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｍｅｔａｌ—ｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，ＣＭＯＳ）ＭＥＭＳ加工的主要技术问题，提高了加工工艺的重复性、一致性。
基本形成了ＭＥＭＳ分类制造平台，为国内４０多个ＭＥＭＳ研发单位提供加工服务１００余批次，对提高我国ＭＥＭＳ的研究与开发水平，促进产业化进程，发挥了重要的作用。
工艺流程及规范在网上发布，初步解决了ＭＥＭＳ集成化关键技术。
２．３非硅ＭＥＭＳ制造工艺开展了紫外光刻电铸（Ｕｈｒａｖｉｏｌｅｔ．１ｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ，ｇａｌａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ和ａｂｆｏｒｍｕｎｇ，ＵＶ—ＬＩＧＡ）、聚合物微结构热压成形、激光微加工及交叉融合的非硅ＭＥＭＳ加工技术的研列趵也圳。
大连理工大学、北京航空航天大学和北京工业大学等单位联合研制成功具有自主知识产权的聚合物微流控芯片通道成形与自动对准装配系统，如图１０所示。
针对热压成形金属模具的需求，在改进ＵＶ．ＬＩＧＡ工艺的基础上，自行研制开发了金属微模具的“无背板生长法”工艺。
通过大量热压键合试验研究，开发出了聚合物微流控芯片热压键合工艺。
针对微流控芯片加工的要求，应用激光微加工进行芯片储液池通孔、芯片标记与修边等加工。
建立了微流控芯片统一的质量检测方法和质量管理体系。
建立了微流控芯片的制作精度的等级和标准。
所制备的微流控芯片片内不一致性小于５％，片间不一致性小于８％，符合生化分析的要求，如图１ｌ所示。
图１０微流控芯片通道成形与自动对准装酉己系统上海交通大学研究了ＵＶ—ＬＩＧＡ和深刻蚀电铸（Ｄｅｅｐｅｔｃｈｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｆｏｒｍｉｎｇｍｉｃｒｏｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ＤＥＭ）技术的标准加工工艺，解决了Ｘ．射线掩膜制备、ＳＵ．８台阶微结构制备、硅深层刻蚀与电铸工艺结合等关键技术，开发出多层复杂金属三维微结构加工工艺。
光刻胶深宽比达到２０：１，金属微结构深宽比达到１５：ｌ，复制的塑料微结构深宽比达到１０：ｌ。
利用ＤＥＭ工艺制备的金属微器件如图１２所示。
（８）模具（ｂ）芯片图１１金属热压微模具与聚合物微流控芯片图１２利用ＤＥＭ工艺制备的金属微齿轮厦门大学开展了约束刻蚀剂层技术（Ｃｏｎｆｉｎｅｄｅｔｃｈａｎｔｌａｙｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ＣＥＬＴ）的研究工作，它通过电化学方法和ＩＣ工艺相结合，不仅适用于导体，也适用于半导体和绝缘体的复杂三维立体结构加工，已成功地在Ｓｉ、ＧａＡｓ、Ｃｕ等材料上加工出复杂三维立体结构。
用ＣＥＬＴ技术在ＧａＡｓ表面上刻蚀出的与模板互补的精细结构图形如图１３所示。
图１３用ＣＥＬＴ技术获得的ＧａＡｓ三维微结构３微纳器件与微纳系统的研究进展３．１物理量微传感器物理量传感器在武器装备、石油化工、汽车等 万方数据２００８年１１月王立鼎等：中国微纳制造研究进展７领域有广泛需求，而许多应用场合要求传感器体积小，灵敏度高，能工作在恶劣的高温、高湿、高冲击环境中，与传统传感器结构相比，采用微纳技术制造的物理量微传感器更容易满足上述需求。
我国重点开展了压力微传感器、惯性微传感器和微流体传感器等方面研究［３０－３４】。
西安交通大学利用单晶硅压阻效应，研制出系列化耐瞬时高温冲击高温压力传感器、硅杯结构耐高温压力传感器和电容式差压传感器（图１４），并实现了小批量生产，在胜利油田等３０多家应用近万只；上海飞恩公司等单位联合研制出一系列用于监测汽车运行状态的传感器（图１５），部分器件在奇瑞汽车上进行了整车测试和台架测试；清华大学研制的铁电微麦克风和超声频段声传感器达到实用化（图１６），并实现了小批量生产和应用示范。
图１４压力微传感器图１５汽车用ＭＥＭＳ传感器图图１６微麦克风气象传感器及其便携式仪器、电场传感器在环境检测方面有广阔的应用前景。
东南大学采用ＣＭＯＳ工艺和ＭＥＭＳ后处理技术，研制出３０套便携式气象检测仪（图１７），包括风速、风向、温度、湿度和气压微传感器等芯片；中科院电子所研制出’静电梳齿式和热激励式微型电场传感器，实现了较低电压下的大振幅振动测定，并已在探空系统中试用【１１。
上海微系统研究所等单位，对微加速度计进行了研究（图１８）。
开发了基于微加速度计原理的地震图１７气象检测微系统图１８加速度微传感器勘探检波器，与石油勘探部门联合进行多次野外试验，在精细勘探方面具有良好的应用前景。
另外，上海微系统研究所研制的高冲击微加速度传感器，其阻尼特性、频响和抗冲击也均达到实用化程度，在武器系统应用上取得突破，对加快我国武器装备更新换代具有重要意义。
３．２微执行器件与系统对微执行器的研究是微纳系统的重要方向【雏４１】，它涵盖了微射频器件、微机器人、微飞行器、微流体驱动器件和微光学器件等。
微射频器件在军事和民用方面有着巨大潜力。
清华大学制作了螺旋式射频（Ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ＲＦ）ＭＥＭＳ开关和斜拉梁式ＲＦＭＥＭＳ开关，有效降低了开关的“关”态谐振频率；中国科学院电子学研究所研制了高电容率的电容式ＲＦＭＥＭＳ开关，利用在绝缘层上覆盖金属板技术，降低“开”状态电容值，提高了ＲＦＭＥＭＳ开关电容率。
