몇 가지 요인이 미세한 기계의 취약성에 갑자기 실패합니다. 몇 가지 주요 이유는 다음과 같습니다.
1. 양자 효과 :나노 스케일에서 양자 역학은 점점 더 관련성이 높아져 더 큰 규모에서 일반적으로 발생하지 않는 효과를 도입합니다. 예를 들어, 양자 터널링은 입자가 에너지 장벽을 극복하고 충분한 에너지 없이도 다른쪽에 나타날 수 있도록합니다. 이 현상은 현미경 기계의 거동에 예측할 수없는 변화를 일으켜 잠재적으로 갑작스런 고장을 유발할 수 있습니다.
2. 브라운 운동 :브라운 운동으로 알려진 열 변동은 현미경 수준에서 증폭됩니다. 이러한 무작위 운동으로 인해 미세한 구성 요소가 의도 된 위치에서 벗어나 기계의 기능을 방해 할 수 있습니다. 분자들 사이의 빠른 변동과 충돌은 예측할 수없는 교란을 일으켜 갑작스런 오작동을 일으킬 수 있습니다.
3. 스테이션 :stiction은 면밀한 접촉을 할 때 표면이 서로 부착되는 경향을 나타냅니다. 구성 요소가 종종 나노 스케일 간격으로 분리되는 현미경 기계에서, 스테이션은 움직이는 부품이 압류되거나 방해 될 수 있습니다. 기계가 스테이션 힘을 극복 할 수없는 경우 갑자기 고장이 발생할 수 있습니다.
4. 마모 :미세한 기계는 고압, 온도 및 화학 환경으로 극한 조건에서 작동합니다. 이러한 조건은 마모를 가속화하여 재료와 구성 요소의 저하로 이어질 수 있습니다. 누적 손상으로 인해 중요한 부품이 실패하면 갑작스런 고장이 발생할 수 있습니다.
5. 제조 결함 :나노 제작 기술의 발전에도 불구하고 미세한 기계의 제조 공정에서 결함이 여전히 발생할 수 있습니다. 이러한 결함은 물질 결함, 오정렬 또는 오염 물질의 형태 일 수 있습니다. 사소한 결함조차도 나노 스케일에서 상당한 결과를 초래하여 기계가 오작동하거나 갑자기 실패 할 수 있습니다.
6. 외부 영향 :현미경 기계는 전자기 간섭, 진동 및 온도 변동과 같은 외부 요인에 민감합니다. 이러한 외부 교란은 기계의 섬세한 작업을 방해하고 갑작스런 고장을 초래할 수 있습니다.
미세한 기계에서의 실패의 예측할 수없는 특성은 나노 기술 분야에서 일하는 연구원과 엔지니어들에게 어려움을 겪고 있습니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 재료 과학, 제작 기술 및 제어 시스템에서 지속적인 발전이 이루어지고 있습니다. 자가 치유 재료의 개발, 개선 된 오류 보정 메커니즘 및 강력한 설계는 현미경 기계의 신뢰성과 탄력성을 향상시키기위한 전략 중 하나입니다.
