Slimme materie

Slimme materie is een andere naam voor micro-elektromechanische systemen (MEMS), een technologie die computers combineert met minuscule mechanische apparaten zoals sensoren, kleppen, tandwielen, spiegels en actuatoren, ingebed in halfgeleiderchips. In 1997 voorspelde Paul Saffo van het Institute for the Future in Palo Alto, Californiƫ, dat MEMS, of wat hij analoog rekenen noemt, "de fundamentele technologie van het komende decennium" zal zijn.

MEMS worden al gebruikt als versnellingsmeters in airbags voor auto's. Zij hebben een minder betrouwbaar apparaat vervangen tegen lagere kosten en zijn veelbelovend omdat zij in staat zijn een airbag op te blazen niet alleen op basis van de waargenomen vertraging, maar ook op basis van de grootte van de persoon die zij beschermen. In principe bevat een MEMS-apparaat microschakelingen op een minuscule siliciumchip waarin een mechanisch apparaat zoals een spiegel of een sensor is vervaardigd. Dergelijke chips kunnen in grote hoeveelheden en tegen lage kosten worden vervaardigd, zodat zij voor vele toepassingen kosteneffectief zijn.

Een van de toepassingen van MEMS die thans beschikbaar zijn of worden bestudeerd, is

  • Sensoren van het Global Position System, die kunnen worden meegeleverd met koerierspakketten om deze voortdurend te kunnen volgen en die ook de behandeling van pakketten onderweg kunnen waarnemen
  • Sensoren die worden ingebouwd in de stof van een vliegtuigvleugel, zodat deze de luchtstroming kan waarnemen en erop kan reageren door de oppervlakteweerstand van de vleugel te veranderen; waardoor in feite een groot aantal kleine vleugelkleppen ontstaat
  • Optische schakelapparatuur die lichtsignalen over verschillende paden kan schakelen met een schakelsnelheid van 20 nanoseconden
  • Sensor-aangedreven verwarmings- en koelsystemen die energiebesparingen drastisch verbeteren
  • Bouwdragers met ingebouwde sensoren die de flexibiliteitseigenschappen van een materiaal kunnen veranderen op basis van atmosferische spanningsdetectie

Saffo maakt onderscheid tussen microprocessoren van het sensor-effectortype (die hij "MEMS" noemt) en microapparaten die tandwielen, spiegels, kleppen en andere onderdelen (die hij "micromachines" noemt).

Veel steun voor MEMS is afkomstig van het Defense Advanced Research Projects Agency Research and Development Electronics Technology Office.