Αρχική Newsletter Winged Microchip: Το πρώτο ιπτάμενο τσιπάκι σε μέγεθος κόκκου άμμου

Winged Microchip: Το πρώτο ιπτάμενο τσιπάκι σε μέγεθος κόκκου άμμου

0
Microflier Compared to Ant scaled
Το 3D micro flyer δίπλα σε ένα κοινό μυρμήγκι για να φανεί η κλίμακα. Εικόνα: Northwestern University
Διαφήμιση

Σύνταξη: ecozen.gr

Έχει μέγεθος κόκκου άμμου. Πετά χωρίς να χρειάζεται κάποιο μηχανισμό ή κινητήρα. Σαν ένας κόκκος σφένδαμου όπως περιγράφουν οι επιστήμονες – κατασκευαστές του. Απλώς με τον αέρα, περιστρέφεται σαν ελικόπτερο προς το έδαφος.

Πρόκειται για την μικρότερη ιπτάμενη κατασκευή που έχει φτιάξει ο άνθρωπος στην ιστορία του. Και δεν είναι μόνο μικρό. (το μέγεθός του φαίνεται στη κεντρική φωτό σε σύγκριση με ένα μυρμήγκι σε φυσικό μέγεθος που στέκεται δίπλα του). Αλλά μπορεί να προσφέρει στην έρευνα κιόλας. Αυτοί οι διάσπαρτοι κόκκοι άμμου (“microflyer”) μπορούν να παρακολουθούν την ατμοσφαιρική ρύπανση, τις αερομεταφερόμενες μολύνσεις και τη ρύπανση του περιβάλλοντος.

Με μάστορα… τη φύση

Μελετώντας σπόρους από σφενδάμια και άλλους τύπους σπόρων που διασπείρονται από τον άνεμο, οι μηχανικοί βελτιστοποίησαν την αεροδυναμική των microflyer για να διασφαλίσουν ότι πέφτουν με ελεγχόμενο τρόπο όταν πέφτουν σε μεγάλα υψόμετρα. Έτσι διαθέτουν σταθερή πτήση, εκτεταμένη διασπορά και μεγαλύτερη διάρκεια αλληλεπίδρασης με τον αέρα, καθιστώντας τα ιδανικά για την παρακολούθηση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και των αερομεταφερόμενων ασθενειών.

Κοντινό πλάνο τρισδιάστατου μικροφυλλάδιου

ΦΩΤΟ: Κοντινό πλάνο σε μεγένθυση /Northwestern University

Αυτά τα microflyer μπορούν επίσης να εξοπλιστούν με υπερ-μικροσκοπικές τεχνολογίες όπως αισθητήρες, τροφοδοτικά, κεραίες ασύρματης επικοινωνίας και ενσωματωμένη μνήμη για την αποθήκευση δεδομένων. Καθιστώντας το όντως τη μικρότερη τεχνητή δομή πτήσης που δημιουργήθηκε ποτέ.

Αυτή η μελέτη εμφανίζεται στο εξώφυλλο του τεύχους 23 Σεπτεμβρίου 2021. Nature

Τέλεια για παρακολουθήσεις

«Στόχος μας ήταν να προσθέσουμε δυνατότητα πτήσης  σε μικρά ηλεκτρονικά συστήματα. Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι πολύ σημαντικά για παρακολούθηση της ρύπανσης, παρακολούθηση του πληθυσμού ή παρακολούθηση ασθενειών. Η ιδέα είναι να μπορέσουμε να διανείμουμε λειτουργικά μικροσκοπικές ηλεκτρονικές συσκευές », δήλωσε ο John A. Rogers του Northwestern University.

Ο Rogers ηγήθηκε της δημιουργίας της συσκευής. «Μπορέσαμε να το κάνουμε εμπνευσμένοι από τον βιολογικό κόσμο. Για δισεκατομμύρια χρόνια, η φύση έχει σχεδιάσει σπόρους με εξαιρετικά εξελιγμένη αεροδυναμική. Δανειστήκαμε αυτές τις έννοιες σχεδιασμού, τις προσαρμόσαμε και τις εφαρμόσαμε στην πλατφόρμα ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. “

«Νομίζω ότι θα νικήσουμε τη φύση».

“Η εξέλιξη μπορεί να ήταν η κινητήρια δύναμη πίσω από την εξελιγμένη αεροδυναμική πολλών κατηγοριών σπόρων”, δήλωσε ο Rogers. «Αυτές οι βιολογικές δομές έχουν σχεδιαστεί για να πέφτουν με αργό και ελεγχόμενο τρόπο, επιτρέποντάς τους να αλληλεπιδρούν με τα μοτίβα του ανέμου για όσο το δυνατόν περισσότερο. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι η μεγιστοποίηση της πλευρικής κατανομής μέσω ενός παθητικού εναέριου μηχανισμού. ”

Η προκύπτουσα δομή μπορεί να σχηματιστεί σε μια ποικιλία μεγεθών και σχημάτων, και μερικές δομές έχουν ιδιότητες που μπορεί να είναι δαπανηρές.

“Νομίζω ότι θα νικήσουμε τη φύση”, λέει ο Rogers. «Τουλάχιστον κατά μια στενή έννοια, καταφέραμε να χτίσουμε μια δομή που θα έπεφτε με χαμηλότερη τελική ταχύτητα σε πιο σταθερή τροχιά από τους αντίστοιχους σπόρους των φυτών και των δέντρων.  Καταφέραμε να δημιουργήσουμε ένα πολύ μικρότερο μέγεθος από αυτό που βλέπουμε. Η μικρογραφία συσκευών είναι μια σημαντική εξέλιξη στη βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών που μας επιτρέπει να κατασκευάζουμε αισθητήρες, ραδιόφωνα, μπαταρίες και άλλα εξαρτήματα σε πρωτοφανείς διαστάσεις. Αυτό είναι σημαντικό. ”

Μελέτη και συνεργάτες

Αυτή η μελέτη υποστηρίχθηκε από το Ινστιτούτο Βιοηλεκτρονικής Kelly Simpson στο Northwestern University. Εκτός από τους Rogers και Huang, μεταξύ των συγγραφέων συγκαταλέγονται ο Leonardo Chamorro του Πανεπιστημίου του Illinois και ο Yihui Zhang του Πανεπιστημίου Tsinghua στην Κίνα. Οι κύριοι συγγραφείς αυτής της πραγματείας είναι ο Bong Hoon Kim του Πανεπιστημίου Chongqing στη Νότια Κορέα, ο Kan Li του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας Huazhong στην Κίνα και οι Jin-Tae Kim και Yoonseok Park στο εργαστήριο του Rogers στα βορειοδυτικά.

Το Winged Microchip είναι το μικρότερο-ποτέ-φτιαγμένο από τον άνθρωπο ιπτάμενη δομή-Σε μέγεθος ενός κόκκου άμμου…

Διαφήμιση