Des chercheurs de l'Université de Binghamton, L'Université d'État de New York a développé un moyen de rendre les téléphones portables et les lignes électriques plus durables.

Sherry Towfighian, professeure adjointe de génie mécanique à l'Université de Binghamton, et l'étudiant diplômé Mark Pallay ont créé un nouveau type de système microélectromécanique, plus communément appelé commutateur MEMS, qui utilise la lévitation électrostatique pour fournir un système plus robuste.

"Tous les téléphones portables utilisent des commutateurs MEMS pour la communication sans fil, mais traditionnellement il n'y a que deux électrodes, " a déclaré Towfighian. " Ces interrupteurs s'ouvrent et se ferment de nombreuses fois pendant une heure seulement, mais leur durée de vie actuelle est limitée par le système à deux électrodes."

Lorsque les deux électrodes entrent en contact - après plusieurs répétitions - la surface de l'électrode inférieure est endommagée, conduisant à un commutateur MEMS qui doit être jeté et remplacé. Certains chercheurs ont essayé d'éviter les dommages en ajoutant des fossettes ou des plots d'atterrissage aux électrodes pour réduire la zone de contact lorsque les électrodes entrent en collision, mais Towfighian a expliqué que cela ne fait que retarder la rupture éventuelle du matériel.

Elle voulait créer un système qui évite complètement les dommages. Au lieu de suivre le modèle à deux électrodes, elle a conçu un interrupteur MEMS avec trois électrodes en bas et une électrode parallèle aux autres. Les deux électrodes inférieures du côté droit et gauche sont chargées tandis que les électrodes du milieu et du haut sont mises à la terre.

"Ce type de commutateur MEMS est normalement fermé, mais les électrodes latérales fournissent une forte force ascendante qui peut surmonter les forces entre les deux électrodes centrales et ouvrir l'interrupteur, " expliqua Towfighian. Cette force, appelée lévitation électrostatique, n'est actuellement pas disponible avec le système à deux électrodes. La capacité à générer cette force empêche les dommages permanents de l'appareil après une utilisation continue et permet un commutateur bidirectionnel fiable.

"Pour les téléphones portables, cette conception signifie une durée de vie plus longue et moins de remplacements de composants, " dit Towfighian. " Pour les lignes électriques, ce type d'interrupteur MEMS serait utile lorsque la tension dépasse une limite et que l'on souhaite ouvrir l'interrupteur. La conception nous permet d'avoir des commutateurs plus fiables pour surveiller les pics de tension inhabituels, comme celles causées par un tremblement de terre, qui peuvent mettre en danger la sécurité publique.

L'étude, intitulé "Un commutateur MEMS fiable utilisant la lévitation électrostatique, " a été publié dans Lettres de physique appliquée .