ВРАКИ.НЕТ
ВРАКИ.НЕТ $$$
г. Москва
Andrey166
 
24.09.2021
   0
В избранном  

Плавающие вихревые микрочипы могли бы помочь нам следить за природой, не оставляя следов

Вдохновленные семенами кленовых деревьев, инженеры создали летающий микрочип.
 
В некоторых уголках лесов, где в изобилии растут клены, смена времен года предвещает прибытие стаи странных насекомых. Но это не жучки. Иногда называемые кленовыми ключами, вихрями или твистерами, эти семена напоминают тонкие лопасти вертолета, вращающиеся с помощью сложной аэродинамики, которая позволяет ветру разносить их далеко и широко.
Теперь возьмите эти очаровательные листовки, сделайте их еще более миниатюрными и замените настоящие семена микрочипами. Тогда у вас есть рой крошечной бортовой электроники, каждая из которых потенциально не больше песчинки.
 
Это близко к тому, что создали инженеры Северо-Западного университета. Они утверждают, что их маленькие крылатые чипы—“микроволокна”, как они их называют, — являются самыми маленькими когда-либо созданными человеком летающими объектами. Вскоре они могут стать новейшим, самым миниатюрным способом мониторинга окружающей среды.

 
Плавающие вихревые микрочипы могли бы помочь нам следить за природой, не оставляя следов

Превращение кожных датчиков в летающие чипы

Северо-западные исследователи долгое время работали над биотехнологическими датчиками, предназначенными для введения в человеческое тело. Такого рода устройства уже довольно маленькие, но мощные, с электроникой, которая может помещаться в такие места, как кишечник или кожа, а затем взаимодействовать с внешним миром. Когда они выполнят свою работу, некоторые из них могут естественным образом раствориться в биологической материи вашего тела.

“Мы всегда ценили, что многие из этих базовых технологий также могут быть адаптированы и использованы для мониторинга окружающей среды”, - говорит Джон Роджерс, инженер-биомедицин Северо-Западного университета и один из ведущих исследователей этого последнего проекта.
 
При выполнении этой миссии первой большой задачей было найти способ освободить и рассредоточить их на большой территории — скажем, размером с большую ферму. Сначала исследователи подумывали о том, чтобы попытаться создать устройство, которое могло бы летать, буквально хлопая крошечными крыльями, как электронная летучая мышь.
“Это довольно сложная инженерная задача, и поэтому мы обратились к другой области биологического вдохновения в управляемом полете”,- говорит Роджерс.

Этой областью был растительный мир: в частности, семена, у которых есть крылья, помогающие нести их по ветру. Проводя моделирование для точной настройки структуры, исследователи обнаружили, что именно семя клена дало им окончательный дизайн.
Однако, в отличие от кленовых насекомых, их микрочип имеет три крыла. Он также оснащен крошечным источником питания, датчиками для сбора данных, памятью для хранения этих данных и антенной для передачи результатов на компьютер или телефон. Но даже несмотря на то, что крылья прикреплены к микрочипу, на самом деле они вовсе не электронные.

Летающие чипы в лаборатории

Создание устройства представляло собой еще одну сложную задачу. Микрочипы, как правило, проектируются, изготавливаются и упаковываются плоскими, что составляет 2D-пространство. Но для достижения любого полезного полета крылья устройства должны были превратиться в 3D. Исследователи обошли эту проблему, построив чип на основе растянутой резины. Позвольте этой резине отскочить в тщательно продуманной манере, и крылья, по сути, придут в полностью функциональное состояние.

“Это первый отчет о такого рода концепциях”, - говорит Роджерс. “Мы ни в коем случае не готовы переключить производственную линию”.
Но исследователи считают, что у этой конструкции есть потенциал для легкого внедрения в массовое производство. Тот факт, что микроволокна могут быть встроены в ту же конфигурацию, что и любой другой обычный микрочип, является большим бонусом.
 
 
В интересах создания устройств, способных контролировать окружающую среду, исследователи уже протестировали свои микроволны в ряде приложений: для регистрации рН воды, обнаружения твердых частиц в воздухе и измерения уровня солнечного света. Они опубликовали свою работу в журнале Nature в четверг.

Роджерс и его коллеги представляют, как в будущем стаи их дрейфующих микроволокон будут сбрасываться с самолетов или высотных зданий. Выпущенные над городом, они могли измерять уровни загрязнения воздуха на разных высотах. Освободившись из-за экологической катастрофы, такой как разлив химического вещества, они могли бы следить за тем, куда люди не могут попасть.

Микроволны также могли бы наблюдать за небом в поисках частиц, переносимых воздушно-капельным путем, подобных тем, от которых мир последние полтора года защищался масками и стеклянными барьерами.

Но нехорошо следить за окружающей средой с помощью экологически неблагоприятных устройств. “Если вы планируете распространять тысячи или, может быть, даже десятки тысяч крошечных устройств в среде … по сути, вы распространяете электронный мусор?” - спрашивает Роджерс.

Вот где проявляется их опыт создания устройств, которые растворяются в человеческом теле: материалы, которые они используют для микроволокон, могут естественным образом разлагаться в подземных водах
Плавающие вихревые микрочипы могли бы помочь нам следить за природой, не оставляя следов
Плавающие вихревые микрочипы могли бы помочь нам следить за природой, не оставляя следов
 
Комментарии (0)
Добавить комментарий
Оставьте первый комментарий
 
51