小型无线电子设备的大型分布式集合可能构成未来环境监测、人口监测、疾病管理和其他需要在广阔空间范围内覆盖的应用系统的基础。为设计开发此类网络的空中分配组件,并且受风的启发,美国西北大学的工程师研究了用于在自然环境或城市环境中进行受控、无动力飞行的被动结构,赋予了电子微芯片一项新功能:飞行。
研究人员首先在平面几何结构中制造了飞行结构前体,随后将前体粘在小幅度拉伸的橡胶基板上。当基板松弛时,就会发生受控的屈曲过程,使机翼弹出,形成高精度的三维形状。这种由2D前体构建3D结构的策略非常强大,因为现有的半导体设备都是基于平面布局构造的。因此,研究人员可以利用消费电子行业中最先进的材料和制造工艺,生产标准的、平面的芯片式结构。随后再依据弹出式书籍的原理,将它们转换成3D飞行器。
在演示实验中,研究团队展示了将微型飞行器用于空气微粒检测、水质监测和光线波长探测等领域的可行性。设想以多个微型传感器实现高空间密度分布、构成无线网络,工作人员可以从飞机或高楼上抛洒大量微型飞行器,待其广泛分散后监测环境修复工作,或是跟踪不同高度的空气污染水平。
设计人员还在微型飞行器中使用的瞬态电子器件可于任务完成后在水中溶解,不产生危害,从根本上解决了大量微型飞行器的回收难题。
该研究成果发表在《Nature》, 2021,597:503–510, 题目:“Three-dimensional electronic microfliers inspired by wind-dispersed seeds”。
原文题目:
原文来源:
techxplore.com/news/2021-09-winged-microchip-smallest-ever-human-made.html
相关新闻: |
无线电极让义肢控制更高效灵活 |
首款覆盖全无线电频谱量子传感器面世 |
中国科大在无线充电芯片设计研究中取得进展 |
学习园地