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마이크로 엔지니어링

1869년 프랑스의 시계제작자 앙드레 길메는 자전거 페달에 기어를 연결하고 연결한 기어를 뒷바퀴에 금속 체인으로 결합했다. 이 발명으로 자전거와 기타 운송수단에는 혁명적인 변화가 생겨났다. 현재 에드 버논을 비롯한 샌디아 국립 실험소 연구원들은 앙드레 길메와는 반대로 초소형 체인을 조립하고 있다. 초소형 체인은 마이크로 전자공학 장치(MEMS)를 이용해 손톱 만한 크기로 만들어져 획기적인 기술발전을 이룰 수 있을 것으로 기대된다.

50개의 실리콘 고리로 구성된 마이크로 체인의 두께는 사람 머리카락보다도 얇다. 그리고 다수의 구성요소를 구동시킬 수 있기 때문에 현재 전형적인 초소형 마이크로 기기 구동에 필요한 여러 개의 소형 드라이버 회전축이 없어도 된다. 에드 버논은 “현재 개발 중인 드라이브는 정전기.”라고 밝혔다. 저장된 전기 충전으로 동력을 만드는 것이다.

인쇄회로조립품 제조에 사용하는 것과 비슷하게 포토리소그래픽(photolithographic)공정은 기어나 허브, 체인 고리 같은 기하학 패턴을 식각(蝕刻)하는데 사용됐다. 체인이 초소형 기계표면 위에서 헛도는 것을 막는 것도 해결해야 할 가장 큰 숙제 중 하나였다. 다른 구성요소와는 달리 체인은 제자리에 붙어있지 않기 때문에 버논은 패인 홈 밑을 체인이 접촉하지 않고 지나도록 제작했다. 이 기술들은 정밀 초소형기계식 자물쇠에서부터 극도로 복잡한 무기의 초소형구성요소 제작에까지 다양하게 사용될 전망이다.

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