MỤC LỤC
- Với sự phát triển của khoa học công nghệ, tính cấp thiết của thời đại mà càng ngày việc tận dụng máy móc, khoa học công nghệ vào trong đời sống những yếu tố như vật liệu (Materials), cơ khí (mechanical), điện tử (electrical) hay khoa học máy tính (computing) được quan tâm nhiều hơn. - Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu và phát triển MEMS đã tạo ra một số thiết bị truyền động vi mô bao gồm: van siêu nhỏ để kiểm soát dòng khí và chất lỏng; công tắc quang học và gương để chuyển hướng hoặc điều chỉnh chùm ánh sáng; mảng gương vi mô được kiểm soát độc lập cho màn hình, bộ cộng hưởng vi mô cho một số ứng dụng khác nhau,. Trong khi các thiết bị điện tử được chế tạo bằng cách sử dụng các trình tự xử lý mạch tích hợp (IC) (ví dụ: các quy trình CMOS, Lưỡng cực hoặc BICMOS), thì các thành phần cơ khí vi mô được chế tạo bằng các quy trình "vi cơ khí" tương thích để khắc có chọn lọc các bộ phận của tấm bán dẫn silicon hoặc thêm các lớp cấu trúc mới để tạo thành các thiết bị cơ khí và cơ điện.
- Khi các phương pháp chế tạo MEMS phát triển, cùng với đó mang lại sự tự do cho thiết kế to lớn trong đó mọi loại vi cảm biến và bất kỳ loại bộ vi điều khiển nào đều có thể được hợp nhất với vi điện tử cũng như quang tử, công nghệ nano,…., trên một chất nền duy nhất.
- MEMS trong ứng dụng quang (Optical): có hai ứng dụng chính là công nghệ hiển thị (Display) và công nghệ chuyển mạch quang (Optical switching). - -MEMS còn được ứng dụng trong khoa học về y họ, sinh học và sức khỏi được gọi là BioMEMS, các thiết bị này nhỏ, nhiều chức năng dùng để theo dừi và chuẩn đoỏn bệnh tật cho con người. Các vật liệu siêu dẫn có thể truyền dẫn dòng điện mà không gặp phải sự mất năng lượng do sự trở kháng điện, điều này giúp tăng hiệu suất và giảm tổn thất năng lượng trong các ứng dụng điện.
- Hệ thống này thường bao gồm việc gắn các hạt hoặc hạt nano chứa thuốc vào các vùng cần điều trị và sử dụng từ trường bên ngoài để dẫn chúng.
Lúc này ta không cần quan tâm đến cấu tạo chi tiết của mạch mà chỉ chú trọng vào chức năng của mạch dựa trên kết quả tính toán cũng như sự chuyển dổi dữ liệu giữa các thanh ghi (register). Phần lớn việc này được thực hiện bởi con người và đòi hỏi nhiều kinh nghiệm cũng như hiểu biết về cấu trúc vật lý, tham số đặc trưng, công nghệ sản xuất của các linh kiện. May mắn là các thiết kế tương tự chủ yếu là các chip quản lí năng lượng, ADC, DAC, DC-DC converter, PLL, VCO, … ( các lĩnh vực mà chip số chưa làm được hoặc. không hiệu quả ) chứa số lượng linh kiện ít hơn nhiều so với các thiết kế số với hàng triệu transistor.
Bên cạnh các kĩ thuật dùng cho analog và digital, các nhà thiết kế phải tính đến những ảnh hưởng lẫn nhau của khối analog và digital (nhiễu, giao thoa,.) để đảm bảo chúng hoạt động ổn dịnh.
- Thiết kế tín hiệu hỗn hợp : Ngày nay các chip thường có chức năng phức tạp và chứa đồng thời các khối analog và digital. Ngôn ngữ mới được phát triển dùng cho thiết kế chip tín hiệu hỗn hợp là AHDL (Analog Hardware Description Language). Với sự giảm chi phí đáng kể trong vài năm gần đây, công nghệ này đã được triển khai trong việc hỗ trợ lưới điện, đặc biệt là khi nguồn năng lượng tái tạo ngày càng phổ biến.
Khả năng lưu trữ của siêu tụ điện phụ thuộc vào sự phân tách tĩnh điện giữa các ion chất điện phân và điện cực có diện tích bề mặt cao.
- Hiệu ứng nhiệt điện: Hai dây dẫn (M1) và (M2) có bản chất hóa học khác nhau được hàn lại với nhau thành một mạch điện kín, nếu nhiệt độ của hai mối hàn là T1 và T2 khác. - Hiệu ứng hỏa điện: Một số tinh thể gọi là tinh thể hỏa điện (ví dụ tinh thể sulfate triglycine) có tính phân cực điện tự phát với độ phân cực phụ thuộc vào nhiệt độ, làm xuất hiện trên các mặt đối diện của chúng những điện tích trái. - Hiệu ứng áp điện: Một số vật liệu gọi chung là vật liệu áp điện (như thạch anh chẳng hạn) khi bị biến dạng dưới tác động của lực cơ học, trên các mặt đối diện của tấm vật liệu xuất hiện những lượng điện tích bằng nhau nhưng trái dấu, được gọi là hiệu ứng áp.
Đối với sự phát triển của công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong sản xuất, cảm biến đóng vai trò quan trọng trong hệ thống tự động hóa cũng như có khả năng điều khiển được quá trình sản xuất.
SDI cho phép phân phối ánh sáng tại chỗ, được kích hoạt bằng cách thu năng lượng từ chuyển động miệng năng động của con người (nhai và đánh răng) thông qua mão răng áp điện được thiết kế, một mạch liên quan và điốt phát sáng vi mô (đèn LED). Mặc dù cấy ghép nha khoa đã trở thành một thành phần đáng tin cậy và thường xuyên trong thực hành nha khoa hàng ngày, nhưng vẫn xảy ra thất bại, dẫn đến cảm giác khó chịu, các cuộc phẫu thuật đau đớn và tốn kém cũng như nguy cơ suy giảm sức khỏe răng miệng nói chung. Thất bại trong cấy ghép nha khoa chủ yếu là do tính nhạy cảm của cấy ghép và bề mặt phục hình được hỗ trợ bởi cấy ghép đối với sự xâm nhập của vi khuẩn (mảng bám răng) và tình trạng viêm mô nướu (nướu) sau đó (bệnh quanh cấy ghép) Trong tình trạng răng miệng khỏe mạnh, các mô.
Ngoài ra, các vật liệu nha khoa hiện tại có hoạt tính sinh học hạn chế để ngăn ngừa bệnh quanh implant và phương pháp điều trị hiện tại, chẳng hạn như kiểm soát mảng bám hoặc dụng cụ cơ học thông thường, là không đủ do sự tuân thủ của bệnh nhân kém.
- Hệ thống cấy ghép nha khoa thông minh (gọi là SDI) dùng để điều trị PBM cấp cứu tại chỗ, tăng cường khả năng miễn dịch của tế bào nướu chống lại các bệnh tiềm ẩn quanh implant mà không phụ thuộc vào bệnh nhân. Hệ thống SDI về cơ bản là một phiên bản nâng cấp của cấy ghép nha khoa thông thường hiện có vì cho phép thu năng lượng và phân phối ánh sáng bằng cách sử dụng áp điện giữa độ mờ và độ trong suốt của SDI để hòa hợp với răng hiện có. Hai mạch khác nhau để hoạt động sóng liên tục (CW) và sóng xung (PW) vì các dạng sóng này có thể cho phép hiệu quả PBM duy nhất Đối với CW, một bộ chỉnh lưu cầu toàn sóng tổn hao thấp và tụ điện lưu trữ (ví dụ:. siêu tụ điện) chuyển đổi năng lượng điện AC thành DC đầu ra điện.
- Hệ thống SDI sử dụng thiết kế dạng vương miện được giữ bằng vít, một trong những tiêu chuẩn lâm sàng, bao gồm một trụ cấy ghép, một mão răng, mạch điện liên quan, đèn LED siêu nhỏ và vít bảo dưỡng, một thành phần quan trọng của SDI là một mão răng được chức năng hóa (tức là áp điện) cho thu hoạch năng lượng từ chuyển động miệng của người sử dụng, chẳng hạn như nhai hoặc đánh răng.
Không có mạch điện, điện áp đầu ra do chuyển động chải tạo ra cũng có ba chế độ, điện áp dương do sợi bàn chải bắt đầu quét vào, điện áp âm. Tuy nhiên, khoảng thời gian điện áp tăng và giảm là khoảng một nửa thời gian nhai chuyển động (20 ms so với 40 ms). Nó được cho là do hướng tác dụng lực tương ứng với hướng đánh bóng của SDI. 10: chuyển động chải được áp dụng cho SDI sử dụng máy ứng dụng lực cắt tùy chỉnh. 12: đầu ra điện áp tương tự như đầu ra từ máy nhai. = 3) tỷ lệ thuận với lực tác dụng như trong hình. Ngược lại, chuyển động chải vuông góc với hướng đánh bóng, d31 (tức là hướng ngang), có Hằng số áp điện liên hệ điện áp mạch hở với ứng suất cơ học đầu vào bằng khoảng một nửa hướng phân cực chính (được đo bằng 113 (±4,08) pCN 1). Như vậy, PW được chuyển đổi có biên độ điện áp khác nhau. Kiểm tra khả năng sống của tế bào bằng hệ thống SDI. a) Bố trí thử nghiệm tách SDI và đèn LED (hoặc đĩa nuôi cấy tế bào). b) Bức xạ ánh sáng của một đèn LED được lấy từ một SDI duy nhất dưới dạng hàm của tần số. c) Khả năng tồn tại bình thường của HGK có hoặc không có LPS/PBM.
Hệ thống SDI cần có đủ độ bền cơ học để Chịu được lực nhai lớn vì mão răng thường xuyên bị lộ ra ngoài với những chuyển động đó, đặc biệt là ở vùng răng hàm (tối đa lực nhai có thể lên tới 900 N).