Tuulen lennättämä mikrosiruanturi

Northwestern Universityn insinöörit ovat lisänneet uuden ominaisuuden elektronisiin mikrosiruihin: lento.

Noin hiekanjyvän kokoisessa lentävässä mikrosirussa ei ole ajomoottoria. Sen sijaan se tarttuu tuuleen - aivan kuten vaahteran siemenen potkuri - ja pyörii kuin helikopteri ilmassa kohti maata.

Pienimpinä ihmisen tekeminä lentävinä rakenteina nämä mikrolaitteet voidaan myös pakata yhteen erittäin pienikokoisen tekniikan kanssa, kuten anturit, teholähteet, antennit ja muisti.

"Tavoitteenamme oli lisätä siivekäs lento pienimuotoisiin elektronisiin järjestelmiin ajatuksella, että näiden ominaisuuksien avulla voimme jakaa erittäin toimivia, pienikokoisia elektronisia laitteita ympäristön tilan havainnointia varten", sanoo John A. Rogers, joka johti laitteen kehitystä.

Suunnitellessaan mikrolentäjään tutkijatiimi setvi useiden kasvien siementen aerodynamiikkaa ja sai parhaan idean kukkivasta viiniköynnöksestä, jossa on tähdenmuotoisia hitaasti putoavia ja pyöriviä siemeniä.

Laskennallinen mallinnuksen avulla tutkijat pystyivät kokoamaan rakenteita, jotka putoavat luonnon siemeniäkin vakaammalla liikeradalla ja hitaammilla nopeuksilla. Lisäksi tutkijat saivat nämä helikopterimaiset rakenteet paljon pienemmiksi kuin luonnon versiot.

Laitteiden valmistamisessa hyödynnettiin venytettyä kumialustaa joka vapautettuna saa rakenteen siivet "ponnahtamaan" tarkasti määriteltyihin kolmiulotteisiin muotoihin.

Laboratoriossa ryhmä varusteli yhden laitteen, jossa oli piirit havaita ilman hiukkasia ja välittää tiedot langattomasti keräilijälle. Toisessa versiossa ne sisälsivät pH -antureita, joita voitaisiin käyttää veden laadun seurantaan sekä valonilmaisimia, joilla mitataan auringonvaloa eri aallonpituuksilla.

Rogers hahmottelee, että suuri määrä näitä voitaisiin pudottaa lentokoneesta tai rakennuksesta ja hajauttaa laajasti seuraamaan ympäristön kunnostustoimia kemikaalivuodon jälkeen tai seuraamaan ilmansaasteita eri korkeuksilla. Hänen laboratoriossaan kehitetään jo näitä laitteita hyödyntämään elektroniikkaa, joka voi hajota ja kadota pohjavedestä ajan mittaan.

Aiheesta aiemmin:

Mikropiirit puupohjaiselle alustalle