Los microchips flotantes del molinete podrían ayudarnos a vigilar la naturaleza sin dejar rastro

En algunos cuellos de las maderas, donde abundan los arces, los periodos de cambio declaran la llegada de enjambres de samaras. Pero estos no son insectos. En algunos casos, llamados secretos de arce, torbellinos o twisters, estas semillas parecen frágiles aspas de helicóptero, que giran con innovadoras reglas de aerodinámica que les permiten ser arrastradas a lo largo y ancho por el viento.

Ahora tome estos cautivadores volantes, hágalos aún más pequeños, y también cambie las semillas reales por chips de silicio. Lo que tienes entonces es una multitud de diminutos dispositivos electrónicos aéreos, cada uno posiblemente no más grande que un grano de arena.

Eso es casi lo que han desarrollado los diseñadores de la Universidad de Northwestern. Afirman que sus pequeños chips alados - "microvolantes", los llaman- son los objetos voladores más pequeños jamás fabricados por el hombre. Rápidamente, podrían acabar siendo la forma más novedosa y pequeña de vigilar el entorno.

Convirtiendo los sensores de la piel en chips voladores.

Los investigadores de Northwestern llevaban tiempo trabajando en sensores biotecnológicos destinados a ser colocados en el cuerpo humano. Ese tipo de herramientas ya son bastante pequeñas, pero eficaces, arrastrando dispositivos electrónicos que pueden caber en lugares como el intestino o la piel y luego se conectan con el exterior. Cuando han hecho su trabajo, algunos de ellos pueden licuar naturalmente directamente en la materia biológica de tu cuerpo.

" Hemos apreciado constantemente que una gran cantidad de esas mismas innovaciones de base pueden igualmente ser adaptadas y utilizadas para el seguimiento del entorno", afirma John Rogers , diseñador biomédico de la Universidad Northwestern y también uno de los investigadores principales de este último proyecto.

Al establecer ese objetivo, la primera gran tarea fue descubrir un método para lanzarlos y también distribuirlos en un lugar amplio - digamos, del tamaño de una gran granja. Al principio, los científicos pensaron en intentar hacer una herramienta que pudiera volar esencialmente agitando pequeñas alas, como un murciélago electrónico.

" Esa es una dificultad de ingeniería bastante desafiante, por lo que contamos con un lugar adicional de bioinspiración en el vuelo regulado", afirma Rogers.

Esa zona era el globo de la planta: concretamente, las semillas que nacen alas para ayudar a llevarlas a lo largo del viento. Realizando simulaciones para ajustar el marco, los científicos localizaron que era la semilla del árbol de arce la que les daba su diseño supremo.

Sin embargo, a diferencia de las samaras de arce, su chip de silicio tiene tres alas. También está cargado con una diminuta fuente de energía, sensores para recopilar datos, memoria para almacenar esos datos, así como una antena para transmitir sus búsquedas a un ordenador o teléfono. Pero aunque las alas estén unidas a un microchip, en realidad no son digitales en todo.

El vuelo contribuye al laboratorio.

La construcción del dispositivo supuso un reto más. Los microchips generalmente se fabrican, construyen y empaquetan en plano, en lo que equivale a una sala 2D. Pero para conseguir cualquier tipo de vuelo beneficioso, las alas de la herramienta tenían que florecer en 3D. Los científicos lo consiguieron desarrollando el chip sobre una base de goma extendida. Si se deja que la goma se recupere de forma cuidadosa, las alas se convertirán en un estado completamente funcional.

A black ant next to a microscopic flying chip with three wings.

" Este es el primer informe de este tipo de conceptos", afirma Rogers. "No estamos preparados para activar una línea de producción de ninguna manera".

Pero los científicos creen que el diseño tiene el potencial de ser escalado rápidamente hasta la automatización. El hecho de que los microfliers puedan construirse en la misma configuración que cualquier otro microchip habitual es una gran ventaja.

Con el fin de producir herramientas que puedan comprobar el entorno, los investigadores han puesto a prueba sus microfíleres en una serie de aplicaciones: registrar el pH del agua, encontrar partículas en el aire y determinar los niveles de luz solar. Ellos publicaron su trabajo en Naturaleza el jueves.

Rogers y también sus colegas prevén que, en el futuro, grupos de sus microvolantes errantes sean bajados desde aviones o edificios altos. Lanzados sobre una ciudad, pueden determinar los niveles de contaminación del aire a diferentes altitudes. Lanzados sobre una calamidad medioambiental, como un vertido químico, podrían vigilar los lugares a los que los seres humanos no pueden llegar.

Los microvolantes también podrían vigilar los cielos en busca de fragmentos aéreos portadores de enfermedades, como los que el mundo ha estado utilizando máscaras y obstáculos de cristal para defenderse durante el último año y un cincuenta por ciento.

Limpieza posterior.

Ahora que han obtenido el estilo en su cinturón, Rogers y sus colaboradores quieren continuar con la estructura. Imaginan este microvolante como el comienzo de muchos más tipos de herramientas: microvolantes que se lanzan en paracaídas como semillas de diente de león o que planean como las semillas del pepino de Java.

Pero no es excelente revisar el entorno con dispositivos ecológicamente nocivos. "Si estás contemplando la dispersión de miles o quizás incluso de 10s de innumerables artilugios diminutos a lo largo de un entorno .¿estás dispersando basura electrónica, esencialmente?" pregunta Rogers.

Ahí es donde entra en juego su experiencia en la construcción de aparatos que se disuelven en el cuerpo humano: Los materiales que utilizan para los microfliers pueden deteriorarse de forma natural en las aguas subterráneas (puedes ver un vídeo de ello a continuación ).

Sin esa experiencia en materia de disolubilidad, afirma Rogers, "es posible que no hubiéramos empezado a seguir este camino de investigación en primer lugar."

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