Команда инженеров разработала невероятно маленькие крылатые микрочипы, способные двигаться вместе с ветром. Эти микроструктуры могут служить нескольким целям, включая мониторинг уровня загрязнения, заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем, и других экологических загрязнителей в воздухе.
Представьте себе стаи крошечных планеров, образующих беспроводную сеть, способную собирать данные об окружающей среде без громоздкого оборудования для мониторинга. Таковы перспективы новой работы Северо-Западного университета в Англии. В последние годы ученые разработали крылатые микрочипы размером меньше головы муравья. Этот инженерный подвиг был опубликован в престижном журнале Nature.
При создании своей конструкции исследователи были вдохновлены переносящимися по воздуху семенами, способными разноситься на ветру. Опираясь на различные эксперименты и моделирование в аэродинамической трубе, они протестировали несколько подходов. Среди них были формы парашюта, вдохновленные одуванчиком, вертолет, вдохновленный кленом Негундо, и семена павловнии, породы деревьев, произрастающей в Азии, которая ценится за очень легкую декоративную древесину. В конце концов они остановились на трехкрылой структуре, похожей на семя тристеллатеи.
«Мы думаем, что победили природу, по крайней мере, в том узком смысле, что смогли создать структуры, которые падают по более стабильным траекториям и с меньшей конечной скоростью, чем эквивалентные семена, которые можно увидеть на растениях или деревьях«, — говорит Джон А. Роджер, ведущий автор исследования.
Отметим, что эти микрочипы изготовлены из экологически чистых полимеров, которые способны естественным образом разлагаться в окружающей среде после приземления.
Будущие инструменты мониторинга
В ходе экспериментов исследователи смогли испытать свое устройство для обнаружения частиц в воздухе. Они также интегрировали датчики pH, которые можно использовать для мониторинга качества воды, и фотодатчики для измерения воздействия солнечного света с различной длиной волны. Наконец, исследователи продемонстрировали, что эти небольшие структуры могут быть оснащены источником питания, способным поглощать энергию окружающей среды, запоминающим устройством и антенной, способной передавать данные на компьютеры по беспроводной связи.
Как упоминалось выше, исследователи считают, что эти устройства в конечном итоге могут быть использованы для мониторинга уровня загрязнения воздуха, как загрязнения, так и заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем. Разумеется, нельзя не представить, что они могут быть использованы в качестве инструмента мониторинга.
