Microflier: Der winzige, fliegende Umweltmonitor, der von der Natur inspiriert wurde
Design inspiriert von Hubschraubersamen
Forscher haben einen bemerkenswerten Mikrochip entwickelt, der von den flatternden Samen des Riesen-Ahornbaums inspiriert wurde. Dieser Mikrochip, der als „Microflier“ bezeichnet wird, ist nicht größer als ein Sandkorn und dennoch in der Lage, Umweltverschmutzung, biologische Gefahren und durch die Luft übertragene Krankheiten zu überwachen.
Das Design des Microfliers ahmt die aerodynamischen Eigenschaften von Hubschraubersamen nach, die ihre flügelartigen Strukturen nutzen, um sich zu drehen und durch die Luft zu gleiten. Durch die Einbeziehung dieser Designelemente haben Wissenschaftler einen Mikrochip geschaffen, der den Wind einfangen und gleichmäßig treiben kann, sodass er über längere Zeiträume Daten sammeln kann.
Aerodynamische Optimierung
Um die Gleiteigenschaften des Microfliers zu perfektionieren, verwendeten die Forscher Computersimulationen und -modelle, um den Luftstrom um verschiedene Formen und Geometrien zu analysieren. Sie verfeinerten das Design des Microfliers, bis er im Vergleich zu natürlichen Samara-Samen eine überlegene Stabilität und eine geringere Sinkgeschwindigkeit aufwies.
Dreidimensionale Flügel: Eine Inspiration aus einem Pop-up-Buch
Im Gegensatz zu herkömmlichen flachen Mikrochips verfügt der Microflier über dreidimensionale Flügel. Dieses einzigartige Design wurde von den Pop-up-Büchern inspiriert, die Kinder gerne lesen. Eine gedehnte Gummibasis trägt den Mikrochip, und wenn die Basis entspannt wird, springen die Flügel in den Flugmodus.
Datenerfassung und -übertragung
Die Oberfläche des Microfliers ist mit winzigen Sensoren ausgestattet, die pH-Werte, Schwermetalle und chemische Verschüttungen erkennen können. Eine Antenne auf dem Mikrochip überträgt die gesammelten Daten zur Analyse an einen Computer oder ein Telefon.
Feldtests und Schadstoffkartierung
Die Forscher planen, Feldtests durchzuführen, indem sie Tausende von Microfliers in einem interessierenden Gebiet freisetzen. Die Microfliers ändern ihre Farbe je nach Konzentration von Blei, Kadmium oder Quecksilber. Eine Drohne fliegt dann über das Gebiet und nimmt Bilder von den Farben der Microfliers auf, sodass die Forscher die Verteilung der Schadstoffe kartieren können.
Bioabbaubarkeit für Umweltsicherheit
Um Umweltverschmutzung zu vermeiden, sind die Microfliers so konzipiert, dass sie sich mit der Zeit zersetzen und sich in Wasser auflösen. Diese biologisch abbaubare Eigenschaft stellt sicher, dass sich die Microfliers nach Gebrauch nicht in der Umwelt ansammeln.
Anwendungen in der Umweltüberwachung
Der Microflier hat das Potenzial, die Umweltüberwachung zu revolutionieren. Seine geringe Größe und seine Fähigkeit, über längere Zeiträume Daten zu sammeln, machen ihn ideal für Anwendungen wie:
- Erfassung von Luftverschmutzung in städtischen Gebieten
- Überwachung chemischer Verschüttungen in Industrieanlagen
- Beurteilung der Anwesenheit von biologischen Gefahren in Gesundheitseinrichtungen
- Verfolgung der Ausbreitung von durch die Luft übertragenen Krankheiten während Ausbrüchen
Fazit
Der Mikrochip Microflier stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Umweltüberwachungstechnologie dar. Sein einzigartiges Design, das von der Natur inspiriert ist, ermöglicht es ihm, wertvolle Daten über Umweltverschmutzung, biologische Gefahren und durch die Luft übertragene Krankheiten zu sammeln. Die Anwendungsmöglichkeiten des Microfliers sind vielfältig und er wird eine entscheidende Rolle beim Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt spielen.
