Combien de temps les petits engrenages et autres pièces mobiles microscopiques peuvent-ils durer avant de s'user ? Quels sont les signes avant-coureurs que ces composants sont sur le point de tomber en panne, ce qui peut arriver en quelques dixièmes de seconde ? S'efforçant d'apporter des réponses claires à ces questions, des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont développé une méthode pour suivre plus rapidement les systèmes microélectromécaniques (MEMS) pendant qu'ils fonctionnent et, tout aussi important, car ils cessent de fonctionner.

En utilisant cette méthode pour l'analyse des défaillances microscopiques, les chercheurs et les fabricants pourraient améliorer la fiabilité des composants MEMS qu'ils développent, allant des robots et drones miniatures aux minuscules pinces pour la chirurgie oculaire et aux capteurs pour détecter des traces de produits chimiques toxiques.

Durant la dernière décennie, des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont mesuré le mouvement et les interactions entre les composants MEMS. Dans leur dernier ouvrage, les scientifiques ont réussi à faire ces mesures cent fois plus vite, à l'échelle des millièmes, plutôt que des dixièmes, d'une seconde.

L'échelle de temps plus rapide a permis aux chercheurs de résoudre les moindres détails des mouvements transitoires et erratiques qui peuvent se produire avant et pendant la défaillance du MEMS. Les mesures plus rapides ont également permis d'effectuer plus rapidement des tests répétitifs, nécessaires pour évaluer la durabilité des systèmes mécaniques miniatures. Les chercheurs du NIST, dont Samuel Stavis et Craig Copeland, ont décrit leur travail dans le Journal des systèmes microélectromécaniques .

Comme dans leurs précédents travaux, l'équipe a étiqueté les composants MEMS avec des particules fluorescentes pour suivre leur mouvement. Utilisation de microscopes optiques et de caméras sensibles pour visualiser et imager les particules électroluminescentes, les chercheurs ont suivi des déplacements aussi petits que quelques milliardièmes de mètre et des rotations aussi petites que plusieurs millionièmes de radian. Un microradian est l'angle correspondant à un arc d'environ 10 mètres le long de la circonférence de la terre.