Οι επιστήμονες δημιουργούν αερομεταφερόμενα μικροτσίπ
- Κατηγορία ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ
- 0 σχόλια
ΜΟΣΧΑ, 22 Σεπτεμβρίου - RIA Novosti. Χρησιμοποιώντας φυσικά πρωτότυπα, οι επιστήμονες δημιούργησαν τις μικρότερες ιπτάμενες κατασκευές στην ιστορία. Οι μικροεπεξεργαστές μεγέθους άμμου εξοπλισμένοι με μικροσκοπικούς αισθητήρες, τροφοδοτικά, ασύρματες κεραίες και ενσωματωμένη μνήμη μπορούν να παρακολουθούν ατμοσφαιρικούς ρύπους και ιούς και να εκτελούν πολλές άλλες εργασίες. Μια περιγραφή της ανάπτυξης δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.
Το νέο ιπτάμενο μικροτσίπ δεν έχει δικό του κινητήρα. Αντίθετα, πιάνει ρεύματα αέρα, όπως ακριβώς κάνουν οι έλικες σφενδάμου.
Αφού μελέτησαν την αεροδυναμική των σπόρων που διαχέονται από τον άνεμο, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Northwestern των ΗΠΑ , μαζί με συναδέλφους από την Κίνα, την Κορέα και το Ηνωμένο Βασίλειο , ανέπτυξαν μια μορφή τεχνητής μικροέλικας που της επιτρέπει να παραμένει στον αέρα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα όταν πέφτει σε μεγάλο υψόμετρο και παρέχει επίσης έλεγχο της κίνησης σε μεγάλο υψόμετρο.
«Στόχος μας ήταν να προσθέσουμε ικανότητα πτήσης σε μικρά ηλεκτρονικά συστήματα, με την ιδέα ότι αυτή η νέα δυνατότητα θα μας επέτρεπε να διανέμουμε εξαιρετικά λειτουργικές μικροσκοπικές ηλεκτρονικές συσκευές για περιβαλλοντική μέτρηση, παρακολούθηση της ρύπανσης, παρακολούθηση πληθυσμού ή παρακολούθηση ασθενειών», ανέφερε το δελτίο τύπου. Ο John Rogers, Καθηγητής Επιστήμης και Μηχανικής Υλικών, Βιοϊατρικής Μηχανικής και Νευρολογικής Χειρουργικής στη Σχολή Μηχανικών McCormick και στην Ιατρική Σχολή Feinberg, δήλωσε σε μια πανεπιστημιακή ανακοίνωση: «Καταφέραμε να το κάνουμε αυτό εμπνευσμένοι από τον βιολογικό κόσμο. Πάνω από δισεκατομμύρια Εδώ και χρόνια, η φύση έχει δημιουργήσει σπόρους με πολύ περίπλοκη αεροδυναμική. Δανειστήκαμε αυτές τις σχεδιαστικές ιδέες,τα προσάρμοσε και τα εφάρμοσε σε πλατφόρμες ηλεκτρονικών κυκλωμάτων».
Το πρωτότυπο για την τελική έκδοση του ιπτάμενου μικροτσίπ ήταν οι σπόροι σε σχήμα αστεριού της ανθισμένης αμπέλου Tristellateia, εγγενής στη Μαδαγασκάρη . Τα πτερύγια αυτών των σπόρων πιάνουν τον άνεμο και πέφτουν με πολύ αργή περιστροφή. Οι συγγραφείς προσχεδίασαν και κατασκεύασαν πολλά διαφορετικά σχέδια, συμπεριλαμβανομένου ενός με τρία φτερά βελτιστοποιημένα σε σχήμα και γωνίες, παρόμοια με αυτά του σπόρου Tristellate.
"Η εξέλιξη ήταν πιθανότατα η κινητήρια δύναμη πίσω από τις πολύπλοκες αεροδυναμικές ιδιότητες που είναι εγγενείς σε πολλές κατηγορίες σπόρων", λέει ο Rogers. "Βιολογικές δομές σχεδιασμένες για αργή και ελεγχόμενη πτώση μπορούν να αλληλεπιδράσουν με τους ανέμους για εκτεταμένη χρονική περίοδο. μηχανισμοί αέρα.
Για να προσδιορίσουν την ιδανική διαμόρφωση, οι επιστήμονες διεξήγαγαν μια ψηφιακή προσομοίωση πλήρους κλίμακας του τρόπου με τον οποίο ρέει ο αέρας γύρω από τη συσκευή για να προσομοιώσουν την αργή, ελεγχόμενη περιστροφή ενός σπόρου Tristellate. Στη συνέχεια, με βάση αυτή την προσομοίωση, οι συγγραφείς κατασκεύασαν μικροσκοπικές συσκευές και τις δοκίμασαν στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές οπτικοποίησης και ποσοτικοποίησης ροής.
Σύμφωνα με ερευνητές, ορισμένες από τις συσκευές που έχουν δημιουργήσει είναι ακόμη ανώτερες ως προς τις αεροδυναμικές τους ιδιότητες από τις φυσικές.
«Πιστεύουμε ότι έχουμε ξεπεράσει τη φύση, τουλάχιστον με την έννοια ότι μπορέσαμε να δημιουργήσουμε δομές που πέφτουν με πιο σταθερές τροχιές και χαμηλότερες τελικές ταχύτητες από συγκρίσιμους σπόρους δέντρων», λέει.
Οι συγγραφείς έχουν ήδη δοκιμάσει συσκευές εξοπλισμένες με αισθητήρες, τροφοδοτικά που συλλέγουν ενέργεια από το περιβάλλον, μνήμη και μια κεραία που μπορεί να μεταδώσει δεδομένα ασύρματα σε smartphone, tablet ή υπολογιστή. Σε μια δοκιμή, χρησιμοποίησαν ιπτάμενα μικροτσίπ για να ανιχνεύσουν σωματίδια στον αέρα, σε μια άλλη χρησιμοποίησαν pH υδρατμών και ηλιακό φως σε διαφορετικά μήκη κύματος.
Τελευταία τροποποίηση στιςΔευτέρα, 20 Φεβρουαρίου 2023 08:04