MEMS的下一步目標在于縮小可用于分析氣味的電子儀器，如質譜儀以及幾乎能嗅出任何物質的電子鼻。透過Honeywell公司開發(fā)出的首款微型 MEMS真空泵，其尺寸小到足以塞進一支手機中，可望讓下一代智能手機等移動設備也能擁有“嗅覺”。

Honeywell最初開發(fā)這款微型 MEMS 真空泵主要針對軍用的微型無人偵察機，使其得以用于偵測化學與生物制劑。如今，這款僅1美分錢幣大小的MEMS傳感器正著眼于擴展應用領域至工業(yè)、醫(yī)療與消費市場。

Honeywell的微型MEMS真空泵利用像渦輪的葉片實現手持式分析儀

“我們已經開發(fā)出世界上最小的真空泵，這是一款能實現電子分析儀新型態(tài)的獨特技術，”Honeywell公司ACS Labs業(yè)務單位首席研究科學家Wei Yang指出，“近年來有很多人都試圖縮小電子分析儀，但這種真空泵是最近的一項突破。先前最小的模型約為磚塊大小，功耗為100W，如今，我們開發(fā)出的這款真空泵只有1美分硬幣大小，功耗還不到1W?！?/p>

這款器件原先是依據與美國DARPA的合約而開發(fā)的，主要安裝于微型無人機上明。如今，Honeywell期望使該器件商用化，讓這款微型真空泵可應用在各種移動設備上──從能夠確定任何物質組成的質譜儀，到可提供超精確導航服務的原子鐘──讓手機與移動設備在擁有聽覺(語音)、視覺(視訊)與觸覺(觸控)以外，現在還有了嗅覺。

Wei Yang強調，“最讓我們感到興奮之處在于它也能內建于智能手機中，讓手機能真的擁有嗅覺，可以聞出有毒化學品、花粉與一般空氣品質等任何物質與氣味。它還能為用戶持續(xù)累積暴露記錄，提醒用戶暴露于某個環(huán)境的時間與地點?！?/p>

由于目前的傳感器主要依據化學反應，使其受限于特定的幾種毒素偵測。事實上，針對每一種化學物質都必須采用不同的傳感器來偵測，使其僅適用于特定目的(如一氧化碳或煙霧偵測器)，而無法作為一種通用的嗅探器。然而，可內建于手機中的這種質譜儀能夠偵測樣本中的元素、各種儲存于資料庫中已知毒物的化學特性，以及同步搜尋比對最可能組合。

DARPA以及其他單位過去也曾經試圖縮小質譜儀等電子分析儀。遺憾的是，這些芯片級的儀器僅在真空狀態(tài)下才能有效隔離與分析樣本。因此，Honeywell憑借縮小真空泵的方式，可說是突破了最后一道障礙，并為能嗅出幾乎任何化學物質的手持式嗅探器應用開啟了大門。

Wei Yang預期“在未來的十年，這一創(chuàng)新將為手持式移動設備迎來各種先進復雜的電子分析儀。” Honeywell得以成功實現這款號稱全球最小真空泵的關鍵是在1公分大小的磁盤上制造出10萬個微小渦輪葉片。Honeywell已經擁有可開發(fā)出微米級渦輪葉片的MEMS技術，還能在與其MEMS設備相同的設備上進行制造。每一個8 寸晶圓上大約可制造出幾百個搭載這種渦輪葉片的磁盤。

“我們的MEMS真空泵延續(xù)Honeywell在MEMS技術上的長期發(fā)展經驗。事實上，我們在制造這款真空泵時，采用的就是我們生產MEMS陀螺儀與流量傳感器所用的相同光學微影制造與相同設備，”Wei Yang表示。

每個真空泵中包含兩個磁盤──一個固定磁盤以及一個旋轉磁盤，其上覆以10微米大小、類似渦輪的葉片。每一組葉片彼此相對，從而形成強大的吸附效果，以便在小型樣本導入測試前先行清空測試腔。

DARPA已經將Honeywell的真空泵安裝在微型無人機的行動分析儀了。Honeywell目前正致力于擴大其傳感器網路，并提供內建手持單元的首款轉發(fā)器。不過，據Wei Yang表示，最大的好處就是整合于智能手機等消費移動設備中。

“當每個人的手機中都安裝了這種器件，可望實現追蹤一切物質化學組成的未來──從空氣品質到疾病控制，甚至化學藥品。同時還能即時動態(tài)追蹤任何化學物種，并在地圖上觀察其即時移動情形。”