小型無線電子設備的大型分布式集合可能構成未來環境監測、人口監測、疾病管理和其他需要在廣闊空間范圍內覆蓋的應用系統的基礎。為設計開發此類網絡的空中分配組件,并且受風的啟發,美國西北大學的工程師研究了用于在自然環境或城市環境中進行受控、無動力飛行的被動結構,賦予了電子微芯片一項新功能:飛行。
研究人員首先在平面幾何結構中制造了飛行結構前體,隨后將前體粘在小幅度拉伸的橡膠基板上。當基板松弛時,就會發生受控的屈曲過程,使機翼彈出,形成高精度的三維形狀。這種由2D前體構建3D結構的策略非常強大,因為現有的半導體設備都是基于平面布局構造的。因此,研究人員可以利用消費電子行業中最先進的材料和制造工藝,生產標準的、平面的芯片式結構。隨后再依據彈出式書籍的原理,將它們轉換成3D飛行器。
在演示實驗中,研究團隊展示了將微型飛行器用于空氣微粒檢測、水質監測和光線波長探測等領域的可行性。設想以多個微型傳感器實現高空間密度分布、構成無線網絡,工作人員可以從飛機或高樓上拋灑大量微型飛行器,待其廣泛分散后監測環境修復工作,或是跟蹤不同高度的空氣污染水平。
設計人員還在微型飛行器中使用的瞬態電子器件可于任務完成后在水中溶解,不產生危害,從根本上解決了大量微型飛行器的回收難題。
該研究成果發表在《Nature》, 2021,597:503–510, 題目:“Three-dimensional electronic microfliers inspired by wind-dispersed seeds”。
原文題目:
原文來源:
techxplore.com/news/2021-09-winged-microchip-smallest-ever-human-made.html
| 相關新聞: |
| 無線電極讓義肢控制更高效靈活 |
| 首款覆蓋全無線電頻譜量子傳感器面世 |
| 中國科大在無線充電芯片設計研究中取得進展 |
學習園地