ZNANSTVENICI su razvili najmanju leteću strukturu ikada - mikročip tek nešto veći od zrnca pijeska koji može letjeti. Osim što može letjeti, kada obavi zadatak, on se sam razgrađuje i nestaje.

Autori uređaja i studije, objavljene u časopisu Nature https://www.nature.com/articles/s41586-021-03847-y, u uvodu ističu da bi minijaturizirani, bežični elektronički uređaji mogli predstavljati temelj budućih sustava za nadzor okoliša, za nadzor stanovništva, za upravljanje bolestima i za druge primjene koje zahtijevaju pokrivenost na velikom prostoru.

Oponašanje prirode

U svojem dizajnu tim je bio nadahnut prirodom, sjemenkama s krilcima drveća, poput lipe ili javora, koje su dizajnirane za kontrolirani let bez pogona kroz prirodna okruženja ili gradske prostore.

Oponašajući sjemenke, sićušni mikročip hvata vjetar i kreće se prema tlu usporeno poput helikoptera.

Mikroletači, koje je dizajnirao tim sa Sveučilišta Northwestern u Illinoisu, mogu biti opremljeni ultraminijaturiziranom tehnologijom, uključujući senzore, izvore napajanja, antene za bežičnu komunikaciju, pa čak i ugrađenu memoriju za pohranu podataka.

"Naš cilj bio je dodati malim elektroničkim sustavima let uz pomoć krila, s idejom da bi nam to omogućilo distribuciju visoko funkcionalnih, minijaturiziranih elektroničkih uređaja kako bismo registrirali okoliš za potrebe praćenja zagađenja, za nadzor stanovništva ili za praćenje bolesti", rekao je John A. Rogers, koji je vodio razvoj novog uređaja.

Uređaji bi mogli imati brojne namjene

Jedna od vodilja tima bila je da stvore uređaje koji će ostati u zraku što je dulje moguće kako bi se produžilo vrijeme potrebno za prikupljanje željenih podataka.

Dok mikroletač, uređaj s tri krilca, pada kroz zrak, on ulazi u interakciju sa zrakom, pri čemu se stvara stabilno sporo-rotirajuće kretanje.

"Mislimo da smo nadmašili prirodu. Barem u užem smislu, da smo uspjeli izgraditi strukture koje padaju sa stabilnijim putanjama i sporijim krajnjim brzinama od ekvivalentnih sjemenki koje biste vidjeli da padaju s biljaka ili drveća", tumači Rogers.

"Osim toga, uspjeli smo te leteće konstrukcije helikoptera izgraditi u veličinama mnogo manjim od onih koje se mogu pronaći u prirodi", dodao je.

Rogers vjeruje da bi se njihovi uređaji, među ostalim, mogli masovno raspršivati s velikih visina radi praćenja napora na sanaciji okoliša nakon izlijevanja nafte ili radi praćenja razina zagađenja zraka na različitim nadmorskim visinama.

Rješenje za ekološku prihvatljivost

Ironija je da se sijanjem mnoštva takvih uređaja mogu potencijalno stvoriti nova zagađenja okoliša mikročipovima. Međutim, autori u svojem radu pokazuju da su svjesni problema te da nude i rješenja.

"Moraju se pažljivo razmotriti učinkovite metode uporabe i zbrinjavanja takvih uređaja. Jedno rješenje koje zaobilazi ovakve probleme su uređaji izrađeni od materijala koji se prirodno stapaju u okoliš kemijskom reakcijom i/ili fizičkim raspadanjem do neštetnih krajnjih proizvoda", kaže Rogers.

Sretna okolnost je da Rogersov laboratorij razvija elektroniku koja se može otapati u vodi nakon što se iskoristi za potrebna istraživanja. Upotrebom takvih materijala on i njegov tim nastoje izgraditi mikroletače koji bi se s vremenom mogli razgraditi i nestati u podzemnim vodama. Naime, ponovno prikupljanje mnoštva mikroletača razasutih unaokolo bilo bi praktički nemoguća misija. Stoga je njihova proizvodnja od razgradivih i ekološki prihvatljivih materijala jedino pravo rješenje.

"Mi proizvodimo fizički kratkotrajne elektroničke sustave napravljene od razgradivih polimera, kompostabilnih vodiča i otopivih čipova integriranih krugova koji, kada su izloženi vodi, prirodno nestaju u ekološki bezopasnim krajnjim proizvodima", kaže Rogers.