Najmenšia lietajúca štruktúra má podobu mikročipu s vrtuľami
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 23. 9. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Inžinieri z Northwesternskej univerzity dali mikročipom novú schopnosť lietania. Tieto „mikrolietajúce štruktúry“ sú inšpirované semenami javora rozptýlenými vetrom a majú tvar malých vrtúľ, ktoré zachytávajú vietor. Stali sa tak najmenšími lietajúcimi štruktúrami, aké kedy ľudia vytvorili.
Elektronické zariadenia sú čoraz menšie, pričom komplexné systémy sa vďaka vývoju dajú zmenšiť až na submilimetrové veľkosti, aby bola k dispozícii prenosnejšia spotrebná elektronika, menej invazívne telesné implantáty či širšie monitorovanie životného prostredia.
V poslednom prípade môže byť rozptýlenie týchto senzorov výzvou. Predchádzajúce štúdie vyvinuli systémy na ich vysadenie z malých dronov alebo dokonca hmyzu, no nová štúdia má iný prístup. Tím z Northwesternskej univerzity sa pozrel na semená rastlín, ako je javor, ktoré majú tvar malých vrtúľ. Tak neklesnú priamo na zem, ale zachytí ich vietor, čo umožní rastline distribuovať svoje semená na oveľa väčšie vzdialenosti.
Pre novú štúdiu teda vedci navrhli svoje malé zariadenia tak, aby mali podobnú aerodynamiku na základe počítačového modelovania lietania rôznych semien. Výsledná mikrolietajúca štruktúra je tvorená elektronickými súčiastkami zoskupenými v strede troch krídel, ktoré sú všetky zostavené na gumovom substráte. Elektronika dodáva zariadeniu nízke ťažisko a umožňuje krídlam zachytiť vietor. Celé to má priemer menej ako 1 milimeter, čo podľa tímu zo zariadenia robí najmenšiu lietajúcu štruktúru, aká kedy bola postavená.
Myšlienkou bolo, že takéto okrídlené systémy by mohli umožniť distribuovať vysoko funkčné miniaturizované elektronické zariadenia na snímanie prostredia pre monitorovanie kontaminácie, sledovanie populácie alebo sledovanie chorôb.
Počas testov tím vložil do svojho lietajúceho zariadenia senzory, zdroj energie, pamäť a anténu. Pre ukážku širokej škály úloh, ktoré by tieto zariadenia mohli vykonávať, ich vedci vybavili rôznymi senzormi, ktoré dokázali detegovať častice vo vzduchu, rovnováhu pH vo vode alebo slnečné žiarenie.
Tím tvrdí, že by mohli byť zhodené z lietadiel alebo budov, aby sa rozptýlili po širokom okolí. A ako náhle dokončia svoju prácu, vďaka materiálom, z ktorých sú vyrobené, sa v prostredí rozpadnú. Tieto prechodné elektronické systémy sú totiž vyrobené s použitím degradovateľných polymérov, kompostovateľných vodičov a rozpustných čipov s integrovanými obvodmi, ktoré pri vystavení vode prirodzene miznú v ekologicky neškodných koncových produktoch.
Výskum bol publikovaný v magazíne Nature.
