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微機電系統(MEMS)的下一步目標在于縮小可用于分析氣味的電子儀器，如質譜儀以及幾乎能嗅出任何物質的電子鼻。透過Honeywell公司開發出的首款微型MEMS真空泵，其尺寸小到足以塞進一支手機中，可望讓下一代智能型手機等移動終端也能擁有“嗅覺”。 Honeywell最初開發這款微型MEMS真空泵主要針對軍用的微型無人偵察機，使其得以用于偵測化學與生物制劑。如今，這款僅1美分錢幣大小的MEMS傳感器正著眼于擴展應用領域至工業、醫療與消費市場。 
Honeywell的微型MEMS真空幫浦利用像渦輪的葉片實現手持式分析儀（來源：Honeywell） “我們已經開發出世界上最小的真空泵，這是一款能實現電子分析儀新型態的獨特技術，”Honeywell公司ACS Labs業務單位首席研究科學家Wei Yang指出，“近年來有很多人都試圖縮小電子分析儀，但這種真空泵是最近的一項突破。先前最小的模型約為磚塊大小，功耗為100W，如今，我們開發出的這款真空泵只有1美分硬幣大小，功耗還不到1W。” 這款組件原先是依據與美國DARPA的合約而開發的，主要安裝于微型無人機上。如今，Honeywell期望使該組件商用化，讓這款微型真空泵可應用在各種移動終端上──從能夠確定任何物質組成的質譜儀，到可提供超精確導航服務的原子鐘──讓手機與移動終端在擁有聽覺(語音)、視覺(視頻)與觸覺(觸控)以外，現在還有了嗅覺。 Wei Yang強調，“最讓我們感到興奮之處在于它也能內建于智能手機中，讓手機能真的擁有嗅覺，可以聞出有毒化學品、花粉與一般空氣質量等任何物質與氣味。它還能為用戶持續累積暴露記錄，提醒用戶暴露于某個環境的時間與地點。” 由于目前的傳感器主要依據化學反應，使其受限于特定的幾種毒素偵測。事實上，針對每一種化學物質都必須采用不同的傳感器來偵測，使其僅適用于特定目的(如一氧化碳或煙霧偵測器)，而無法作為一種通用的嗅探器。然而，可內建于手機中的這種質譜儀能夠偵測樣本中的元素、各種儲存于數據庫中已知毒物的化學特性，以及同步搜尋比對最可能組合。 DARPA以及其他單位過去也曾經試圖縮小質譜儀等電子分析儀。遺憾的是，這些芯片級的儀器僅在真空狀態下才能有效隔離與分析樣本。因此，Honeywell藉由縮小真空泵的方式，可說是突破了最后一道障礙，并為能嗅出幾乎任何化學物質的手持式嗅探器應用開啟了大門。 Wei Yang預期“在未來的十年，這一創新將為便攜式移動終端迎來各種先進復雜的電子分析儀。” Honeywell得以成功實現這款號稱全球最小真空泵的關鍵是在1公分大小的磁盤上制造出10萬個微小渦輪葉片。Honeywell已經擁有可開發出微米級渦輪葉片的MEMS技術，還能在與其MEMS設備相同的設備上進行制造。每一個8吋晶圓上大約可制造出幾百個搭載這種渦輪葉片的磁盤。 “我們的MEMS真空泵延續Honeywell在MEMS技術上的長期發展經驗。事實上，我們在制造這款真空泵時，采用的就是我們生產MEMS陀螺儀與流量傳感器所用的相同光學微影制程與相同設備，”Wei Yang表示。 每個真空泵中包含兩個磁盤──一個固定磁盤以及一個旋轉磁盤，其上覆以10微米大小、類似渦輪的葉片。每一組葉片彼此相對，從而形成強大的吸附效果，以便在小型樣本導入測試前先行清空測試腔。 DARPA已經將Honeywell的真空泵安裝在微型無人機的行動分析儀了。Honeywell目前正致力于擴大其傳感器網絡，并提供內建手持單元的首款轉發器。不過，據Wei Yang表示，最大的好處就是整合于智能手機等消費移動終端中。 “當每個人的手機中都安裝了這種組件，可望實現追蹤一切物質化學組成的未來──從空氣質量到疾病控制，甚至化學藥品。同時還能實時動態追蹤任何化學物種，并在地圖上觀察其實時移動情形。” |
