هذه الرقاقة مع الأجنحة هي أصغر هيكل طائر بناه البشر على الإطلاق

[يوسف بن تاشفين]

حجم بعض المنشورات. (جامعة نورث وسترن)

الآن ، ربما أكثر من أي وقت مضى ، كان المهندسون والعلماء يستلهمون الطبيعة عند تطوير تقنيات جديدة وينطبق هذا أيضًا على أصغر هيكل طائر بناه البشر حتى الآن.

مستوحاة من الطريقة التي تنشر بها الأشجار مثل القيقب بذورها باستخدام أكثر من نسيم شديد ، طور الباحثون مجموعة من الرقائق الدقيقة الطائرة الصغيرة ، أصغرها بالكاد أكبر من حبة الرمل.

تلتقط هذه الشريحة الدقيقة الطائرة أو "الميكروفلير" الرياح وتدور مثل المروحية نحو الأرض، و يمكن تعبئة الميكروفيلرات ، التي صممها فريق في جامعة نورث وسترن في إلينوي ، بتقنية فائقة الصغر ، بما في ذلك أجهزة الاستشعار ومصادر الطاقة وهوائيات الاتصال اللاسلكي وحتى الذاكرة المدمجة لتخزين البيانات.

يقول جون من نورث وسترن "كان هدفنا إضافة رحلة مجنحة إلى الأنظمة الإلكترونية صغيرة الحجم ، مع فكرة أن هذه القدرات ستسمح لنا بتوزيع أجهزة إلكترونية عالية الأداء ومصغرة لاستشعار البيئة لمراقبة التلوث أو مراقبة السكان أو تتبع الأمراض".

يقول A Rogers الذي قاد تطوير الجهاز الجديد أراد فريق المهندسين تصميم أجهزة تبقى في الهواء لأطول فترة ممكنة ، مما يسمح لهم بزيادة جمع البيانات ذات الصلة إلى أقصى حد وعندما يسقط الميكروفليير في الهواء ، تتفاعل أجنحته مع الهواء لخلق حركة دورانية بطيئة وثابتة.

(جامعة نورث وسترن)

يقول روجرز "نعتقد أننا نتغلب على الطبيعة ، على الأقل بالمعنى الضيق أننا تمكنا من بناء هياكل تسقط بمسارات أكثر ثباتًا وبسرعات نهائية أبطأ من البذور المماثلة التي قد تراها من النباتات أو الأشجار" .

"لقد تمكنا أيضًا من بناء هياكل طائرات الهليكوبتر هذه بأحجام أصغر بكثير من تلك الموجودة في الطبيعة."

و يعتقد روجرز أنه من المحتمل أن يتم إسقاط هذه الأجهزة من السماء بشكل جماعي وتشتت لمراقبة جهود الإصلاح البيئي بعد تسرب النفط ، أو لتتبع مستويات تلوث الهواء على ارتفاعات مختلفة.




إن المفارقة المتمثلة في احتمالية خلق ملوث بيئي جديد أثناء محاولة التخفيف من آثار ملوث آخر لا تضيع على روجرز وفريقه في ورقة البحث التي تصف عملهم حيث ينقل المخترعون هذه المخاوف:
"يجب النظر بعناية في الأساليب الفعالة للاسترداد والتخلص و أحد الحلول التي تتجاوز هذه المشكلات يستغل الأجهزة المصنوعة من مواد تمتص بشكل طبيعي في البيئة عبر تفاعل كيميائي و / أو تفكك فيزيائي إلى منتجات نهائية غير ضارة."

قمة ميكروفليير أكبر بهوائي ملفي وأجهزة استشعار لاكتشاف الأشعة فوق البنفسجية. (جامعة نورث وسترن)

لحسن الحظ ، يطور مختبر روجرز إلكترونيات عابرة قادرة على الذوبان في الماء بعد أن تصبح غير مفيدة باستخدام مواد مماثلة ، يهدف هو وفريقه إلى بناء منشورات يمكن أن تتحلل وتختفي في المياه الجوفية بمرور الوقت.

يقول روجرز "نصنع مثل هذه الأنظمة الإلكترونية العابرة فيزيائيًا باستخدام بوليمرات قابلة للتحلل ، وموصلات قابلة للتحلل ، ورقائق دوائر متكاملة قابلة للذوبان تتلاشى بشكل طبيعي إلى منتجات نهائية غير ضارة بالبيئة عند تعرضها للماء" .

"نحن ندرك أن استعادة مجموعات كبيرة من الميكروفليرات قد يكون أمرًا صعبًا ولمعالجة هذا القلق ، فإن هذه الإصدارات القابلة للامتصاص بيئيًا تذوب بشكل طبيعي وغير ضار."




نُشر البحث في مجلة Nature .​