المهندسون يصنعون رقائق الكمبيوتر الطائرة بحجم حبيبات الرمل

(داخل العلوم) – قد تكون الرقائق الدقيقة المجنحة بحجم حبة الرمل هي أصغر هياكل الطيران الاصطناعية على الإطلاق ، وهي الأجهزة التي يمكن أن تساعد يومًا ما في مراقبة تلوث الهواء والأمراض المنقولة جواً.

الرقائق الجديدة ، أو “المضاعفات الدقيقة” ، غير مجهزة بمحركات أو محركات. وبدلاً من ذلك ، تشبه إلى حد كبير بذور مروحة شجرة القيقب ، فإنها تطير في مهب الريح ، وتدور مثل شفرات الهليكوبتر في الهواء باتجاه الأرض.

من خلال تحليل الديناميكا الهوائية للبذور المشتتة بالرياح ونمذجة كيفية تدفق الهواء حول هذه القيم الدقيقة ، حدد العلماء الهياكل المثالية للطيران البطيء والمنظم. يساعد تصميمها في ضمان انتشار الميكروفيلرات على مساحة واسعة والبقاء عالياً لفترة طويلة لمراقبة الهواء بشكل أفضل. قال المؤلف المشارك في الدراسة جون روجرز ، عالم المواد في جامعة نورث وسترن في إيفانستون ، إلينوي . لتصنيع الرقائق الدقيقة ، استوحى روجرز وزملاؤه الإلهام من كتب الأطفال المنبثقة. قاموا ببناء سلائف الأجهزة على شكل صفائح مسطحة ثم ربطوها بغشاء مطاط سيليكون مشدود قليلاً. عندما يرتخي الغشاء ، تلتوي الأجهزة ، مما تسبب في ظهور الأجنحة في أشكال ثلاثية الأبعاد دقيقة. تتيح القدرة على تصنيع هياكل ثلاثية الأبعاد من سلائف ثنائية الأبعاد للباحثين الاستفادة من التطورات العديدة التي تم إحرازها على مدى عقود في صناعة الإلكترونيات ، والتي تضمنت بشكل أساسي التصميمات المسطحة.

يمكن للعلماء دمج مجموعة متنوعة من الإلكترونيات في الرقائق الدقيقة ، بما في ذلك الدوائر لاكتشاف الجسيمات المحمولة جواً ، وأجهزة الاستشعار لمراقبة جودة المياه ، وكاشفات الضوء لقياس ضوء الشمس ، والإلكترونيات لجمع وتخزين الطاقة من الضوء ، ووحدة المعالجة المركزية والذاكرة ، وهوائي لاسلكي لاسلكي. نقل البيانات إلى هاتف ذكي أو جهاز لوحي أو كمبيوتر.

يقترح الباحثون أن أسرابًا من الميكروفيلير يمكن أن تسقط من الطائرات أو المباني لمراقبة البيئة ، كما هو الحال بعد الانسكابات الكيميائية. وأشاروا إلى أنهم أمضوا عقدًا من الزمان في صنع إلكترونيات عابرة من مواد تذوب في منتجات حميدة بيئيًا عند تعرضها للماء ، حتى يتمكنوا من جعل هذه الرقائق تتفكك بعد الاستخدام دون تلويث البيئة.

قال روجرز إن العلماء يطورون الآن قيمًا دقيقة مستوحاة من أنواع أخرى من البذور المشتتة بواسطة الرياح. وتشمل هذه المظلات الهندباء ، والبذور الانزلاقية لخيار جافان ، والبذور المتساقطة من شجرة الإمبراطورة. قاموا بالتفصيل النتائج التي توصلوا إليها هذا الأسبوع في المجلة طبيعة سجية.


تم نشر هذه القصة في Inside Science. اقرأ النص الأصلي هنا.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *