工程师们制造出沙粒大小的飞行计算机芯片

这些芯片可能是人类设计的最小的飞行器。
形象
笔尖旁的缩微胶片

笔尖旁边的3D缩微胶片,用于尺寸比较。

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西北大学

蔡国强,撰稿人

(世界杯万博app内部科学)--每一块大约一粒沙子大小的有翼微芯片可能是有史以来最小的人工飞行结构,这些装置有一天可以帮助监测空气污染和空气传播疾病。

新的芯片,或“微影”,没有配备电机或发动机。相反,它们就像枫树的螺旋桨种子一样,随风飞行,像直升机的桨叶一样在空中旋转,朝地面飞去。

通过分析被风吹散的种子的空气动力学和模拟空气如何在这些微影周围流动,科学家们精确地确定了慢速可控飞行的理想结构。他们的设计有助于确保微影分散在广阔的区域,并在高空停留很长时间,以便更好地监测空气。“事实上,我们的飞行动力学超过了在自然界中观察到的,我们可以建造更小尺寸的结构,达到亚毫米长的规模,”该研究的资深作者、伊利诺斯州埃文斯顿西北大学材料科学家约翰·罗杰斯说。


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为了制作这些微芯片,罗杰斯和他的同事们从儿童弹出式书籍中获得灵感。他们将这些设备的前体制作成平板,然后将它们粘在略微拉伸的硅橡胶膜上。当薄膜松弛时,装置会弯曲,导致机翼弹出,形成精确的3D形状。利用2D前体制造3D结构的能力使研究人员能够利用电子行业几十年来取得的许多进步,这些进步主要涉及平面设计。

科学家们可以将各种电子设备集成到微芯片中,包括检测空气中颗粒物的电路、监测水质的传感器、测量阳光的光探测器、从光中收集和存储能量的电子设备、CPU和内存,以及将数据无线传输到智能手机、平板电脑或计算机的天线。

研究人员建议,成群的微缩胶片可能会从飞机或建筑物上掉落,以监测环境,例如在化学品泄漏后。他们指出,他们已经花了十年的时间用材料制造瞬态电子器件,这些材料在暴露于水时会溶解成无害环境的产品,因此他们可以使这些微芯片在使用后分解,而不会对环境造成污染。

罗杰斯说,科学家们现在正在开发受其他风散种子启发的微影。其中包括蒲公英降落伞、爪哇黄瓜的滑翔种子和皇后树上飘动的种子。他们详述他们的发现这周在杂志上自然界.

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查尔斯问:崔

Charles Q.Choi是一名科学记者,曾为《科学美国人》、《纽约时报》、《连线》、《科学》、《自然》和《国家地理新闻》等撰写文章。