Estes chips são os objectos voadores mais pequenos criados pelo homem

Estes chips voadores podem ser usados para monitorizar poluição e doenças.

Tal como as sementes de algumas plantas têm a capacidade de planar até aterrarem depois de abandonarem a planta, estes novos “chips voadores” conseguem apanhar o vento para planarem de uma forma controlada.

Uma equipa da Northwestern University de Evanston, Illinois, inspiraram-se na natureza para construírem chips capazes de voar. Chamam-se “microfliers” e conseguem apanhar correntes de ar e ao rodopiarem, conseguem cair lenta e controladamente. Um pouco como acontece com as sementes de Acer (árvores também conhecidas como Bordo). O líder da equipa, John Rogers, estudou várias plantas e árvores para tentar perceber como é que a natureza, após milhares de anos de evolução, conseguiu encontrar formas diferentes de espalharem as suas sementes. As sementes que são espalhadas pelo vento usam normalmente uma de quatro estratégias diferentes: rodopiando, flutuando, planando e pára-quedismo.

O objectivo deste projecto era o de encontrar formas eficazes de distribuir dispositivos electrónicos miniaturizados em massivamente. Ao largar milhares de “microfliers” de aeronaves, ou de prédios altos, poderia permitir monitorizar fenómenos, como poluição, derrames de substâncias tóxicas e doenças, por exemplo. A utilização de “microfliers” modificados pode permitir a criação de redes compostas por centenas, ou milhares, de nós. Ou comunicar com dispositivos externos e agir como sensores na Internet das Coisas. Como se pode perceber, as aplicações são inúmeras.

Microflier

Depois de testar várias configurações, a equipa de engenharia descobriu que as sementes que rodopiam em vôo, são as que funcionam melhor, principalmente as da planta Tristellateia. Foram construídos vários protótipos parecidos com estas sementes, incluindo um com três asas em vez das cinco que as sementes têm. Foram construídos “microfliers” de vários tamanhos, incluindo versões do tamanho de pequenas pedras, até a máquinas do tamanho de um único grão de areia (os mais pequenos mediam apenas 500 micrómetros de largura).

As simulações mostraram como o ar flui à volta dos vários tipos de dispositivos, e as experiências feitas em tuneis de vento demonstraram como as várias alterações que foram feitas aos “microfliers” (como alterações de diâmetro, estrutura e tipo de asa) influenciaram a aerodinâmica. Os testes demonstraram que o mais importante é o movimento de rotação, porque serve para estabilizar e abrandar a descida do objecto, permitindo-lhe afastar-se mais do local em que foi largado. Uma descida lenta também é benéfica, porque permite ao dispositivo prolongar o tempo de monitorização.

Outro componente principal para uma descida controlada é o peso. Sem algum peso, o dispositivo seria afastado para longe de uma forma descontrolada e se não tivesse um centro de gravidade baixo seria incapaz de rodopiar. Neste caso, o peso é dado pelos próprios componentes, como o chip em si, células solares (ou baterias) e as antenas. 

Durante os testes, a equipa demonstrou de um “microflier” com 5 cm é capaz de monitorizar partículas suspensas no ar durante a descida. Nos planos da equipa de desenvolvimento estão versões capazes de monitorizar a qualidade da água e de exposição solar, através de sensores de pH e de sensores de luz. As aplicações práticas incluem a monitorização de derrames químicos ou de petróleo e poluição do ar a várias altitudes.

Devido aos próprios “microfliers” se poderem tornar eles próprios uma fonte de poluição, a equipa está a trabalhar em versões que se podem dissolver em água ou que se degradem ao fim de algum tempo no meio ambiente.