Les scientifiques se sont inspirés des graines d’hélicoptères pour inventer de minuscules micropuces qui flottent sur le vent

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  • Vidéo Alors que l’automne arrive dans l’hémisphère nord, les scientifiques ont montré comment de minuscules semi-conducteurs connectés peuvent être distribués dans le vent de la même manière que la propagation saisonnière des graines en suspension dans l’air.

    Des chercheurs dirigés par le professeur John Rogers de la Northwestern University aux États-Unis ont conçu des circuits imprimés capables de manifester des comportements de rotation, comme on le voit dans les graines d’hélicoptère et de filature, qui améliorent la stabilité et le comportement de vol.

    Dans un article publié en La nature cette semaine, ils soutiennent qu’une électronique simple peut être intégrée dans les conceptions, avec un exemple contenant un circuit pour détecter les particules en suspension dans l’air.

    Dans des simulations et des expériences en soufflerie, les chercheurs ont examiné comment l’aérodynamique est affectée par la modification des paramètres de conception tels que le diamètre, la structure et le type d’aile des flyers allant de la micro-échelle, inférieure à 1 mm, à la macro-échelle, supérieure à 1 mm.

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    Les chercheurs affirment avoir fait la démonstration d’une gamme de dispositifs en rotation 3D ressemblant à des graines pouvant abriter des composants électroniques actifs et des capteurs pouvant être utilisés pour la surveillance de l’environnement.

    Parler à Le registre, Rogers a déclaré que les plus grandes opportunités d’applications seraient probablement la détection de la pollution atmosphérique, de la contamination des eaux souterraines et des agents agricoles, par exemple. Le suivi des agents pathogènes et de la propagation des maladies – où des réseaux distribués à grande échelle de capteurs miniatures seraient utiles – pourrait également être possible.

    “Nous travaillons à incorporer des capteurs plus sophistiqués, en mettant l’accent sur les agents pathogènes biologiques, la pollution particulaire et la contamination par les métaux lourds des eaux souterraines”, a-t-il déclaré. “Le principal écueil est la nature passive du schéma de dispersion – l’avantage correspondant réside dans le coût et la simplicité par rapport aux systèmes qui pourraient incorporer des ailes battantes par exemple.”

    Microfly

    Une collection de microfliers 3D

    Beaucoup pourraient penser que distribuer librement plus de micro-électronique dans un monde déjà pollué par les plastiques pourrait être une mauvaise idée. Mais Rogers a déclaré que l’équipe avait déjà produit des versions écologiquement dégradables des appareils “comme moyen de résoudre ce problème très important”.

    Les dépliants peuvent coûter entre 1 et 20 cents, selon la charge utile, a-t-il déclaré.

    Dans un article d’accompagnement, Elizabeth Farrell Helbling, professeure adjointe au département de génie électrique et informatique de l’Université Cornell, a déclaré : « Ces appareils pourraient former des réseaux de capteurs dynamiques pour la surveillance de l’environnement, des nœuds de communication sans fil ou diverses autres technologies basées sur le réseau de appareils appelés l’Internet des objets.”

    Alors qu’il reste encore du travail à faire pour comprendre comment les volants se comporteraient dans le vent et pour explorer des alternatives basées sur les parachutes et les voltigeurs de type planeur, elle a déclaré : “En tant que roboticien se concentrant sur le développement de systèmes autonomes à enthousiasmé par les questions posées par la technologie robotique à micro-échelle des auteurs.” ®

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