Ten uskrzydlony chip jest najmniejszą stworzoną przez człowieka strukturą lotniczą | Nauka i Ekologia | DW

Zespół naukowców zainspirował się nasionami rozsianymi na wietrze, aby stworzyć uskrzydlone mikroczipy, które można wykorzystać do monitorowania zanieczyszczeń lub komunikacji.

Zauważa, że ​​te małe latające urządzenia mogą przenosić aktywne ładunki elektroniczne, tworząc potencjalną nową rodzinę bezprzewodowych urządzeń bez baterii. Badanie opublikowane przez Nature.

Inżynierowie z Northwestern University (USA) opracowali „małego pilota”, „najmniejszą konstrukcję lotu, jaką kiedykolwiek stworzono przez ludzi”, przyszedł w oświadczeniu.

Urządzenie nie ma silnika, ale leci z wiatrem – jak nasiona drzew jak klon – i skręca jak helikopter w powietrzu w kierunku ziemi.

Zespół zainspirował się tego rodzaju nasionami, aby poprawić aerodynamikę małego samolotu i zapewnić, że można go opuścić z małą prędkością i w kontrolowany sposób po zrzuceniu go z dużej wysokości.

Kontrola zanieczyszczeń i chorób

Takie zachowanie stabilizuje ich lot, zapewnia ich rozproszenie na dużym obszarze i wydłuża czas interakcji z powietrzem, co „sprawia, że ​​jest idealny do monitorowania zanieczyszczenia powietrza i chorób przenoszonych drogą powietrzną”.

Urządzenia te mogą również korzystać z ultrakompaktowej technologii, takiej jak czujniki, zasilacze, anteny do komunikacji bezprzewodowej i wbudowana pamięć do przechowywania danych.

Lider zespołu, John Rogers, wyjaśnił, że celem było dodanie uskrzydlonego lotu do systemów elektronicznych małej skali, „z myślą, że te możliwości pozwolą nam na dystrybucję miniaturowych, wysoce wydajnych, przyjaznych dla środowiska urządzeń elektronicznych”.

Aerodynamika nasion

Przez miliardy lat natura stworzyła nasiona o wysoce wyrafinowanej aerodynamice, przypomina Rogers, którego zespół zapożyczył i dostosował te koncepcje projektowe i zastosował je w platformach z obwodami elektronicznymi.

Aby zaprojektować maleńkie samoloty, zespół zbadał aerodynamikę nasion różnych roślin, czerpiąc bezpośrednią inspirację z Tristellatia, winorośli z nasionami w kształcie gwiazdy, które mają skrzydła w kształcie liści, które łapią wiatr i powoli opadają. kręcić się. i obrotowy.

Rogers zauważył, że byli w stanie zbudować struktury, które spadają ze stabilniejszymi trajektoriami i wolniejszymi prędkościami końcowymi niż równoważne nasiona, które można zobaczyć w roślinach lub drzewach io znacznie mniejszych rozmiarach niż te występujące w naturze.

Przyszłość branży elektronicznej: miniaturyzacja urządzeń

Ekspert podkreślił jej znaczenie, ponieważ „miniaturyzacja urządzeń jest dominującą ścieżką rozwoju w branży elektronicznej, w której czujniki, radia, baterie i inne komponenty mogą być budowane w coraz mniejszych wymiarach”.

Mikrosamoloty składają się z dwóch części: milimetrowych elektronicznych elementów funkcjonalnych i skrzydeł, które oddziałują z powietrzem, tworząc powolny, stabilny ruch obrotowy.

Nowy latający mikrochip (lub „mikrowoltownik”), wielkości ziarenka piasku, nie ma silnika.

Ciężar elementów elektronicznych jest rozłożony pośrodku mikroflory, aby zapobiec ich utracie kontroli i przypadkowemu upadkowi na ziemię.

Podczas testów eksperci dodali czujniki, źródło zasilania, które może przechwytywać z otoczenia i przechowywać pamięć, oraz antenę, która może bezprzewodowo przesyłać dane do smartfona, tabletu lub komputera.

Rogers przewiduje, że duża liczba urządzeń może zostać uwolniona z samolotu lub budynku i rozmieszczona na dużą skalę w celu śledzenia poziomu zanieczyszczenia powietrza na różnych wysokościach.

Zespół przyjrzał się również problemowi, jaki e-odpady mogą powstawać z tych małych urządzeń, i bada ich wytwarzanie przy użyciu materiałów, które mogą rozpuszczać się w wodzie.

FEWA (EFE, Northwestern University)

Naukowcy odkryli nową korzyść z wynalazku Nikoli Tesli „nie do końca zrozumianego” 100 lat temu