微小机械概论：历史、发展与应用

本章（2学时）主要介绍微小机械的基本概念、历史背景与发展历程，以及其在当今科技领域的研究趋势和应用。微小机械通常指的是小机械和微机械（即微机电系统）两个范畴，它们相对于宏观机械来说在尺度上有所区别。小机械尺度稍大，而微机械则是指尺度介于1微米至1毫米之间的微机电系统。 微机电系统（MEMS）是当前科技发展的一个热点，其定义广泛，根据不同的研究机构，如美国北卡罗来纳微电子中心（MCNC）、日本微机械中心和欧洲NECUS等，微机电系统的尺度范围有所不同。MCNC的定义可能侧重于特定的加工工艺和集成度，而日本和欧洲的定义可能关注于技术和应用领域。然而，当系统的尺度进入亚微米以下，即纳机电系统（NEMS），则会涉及到纳米效应和量子效应，这使得理论基础和加工技术与传统的微机电系统有显著差异。 微机电系统的发展起源于20世纪80年代，尤其在90年代以后迅速兴起，其研究趋势包括但不限于精密传感器、执行器、微流体处理、生物医学检测等领域。这些系统的广泛应用涉及工业生产、通信技术、航空航天、医疗设备等多个行业。 本章的讲解由吉林大学机械学院的主讲教师赵宏伟进行，旨在为学生提供一个全面理解微小机械的基础框架，帮助他们掌握这一新兴技术的基本原理和未来发展方向。通过学习，学生们将了解到微小机械不仅是尺寸上的缩小，更是技术融合和创新的体现，对于推动科技进步具有重要意义。