رقاقه صغيرة تكشف تلوث الهواء

قام مهندسون من جامعة نورث وسترن في إيفانستون ،إلينوي بتحسين الديناميكات الهوائيه للميكروفيلرات ،وذلك بتصميم هياكل بيولوجية وهي رقائق صغيرة بحجم حبة الرمل والتي من شأنها معرفة مستوى تلوث الهواء وتعب الأمراض المحموله في الجو. وتم تصميم هذه الهياكل البيولوجية بحيث تسقط ببطء ، بحيث يمكنها التفاعل مع أنماط الرياح لأطول فترة زمنية ممكنة. وقال الفريق الأمريكي إن الميكروفلير بدأ كنظام إلكتروني صغير الحجم يمكن تعبئته بأجهزة استشعار ، ثم جعله يطير – أو على الأقل ينزلق.وأوضح الفريق أنه بالإضافة إلى المستشعرات ، فإنه يحتوي على مصادر طاقة وهوائيات للاتصال اللاسلكي وذاكرة مدمجة لتخزين البيانات.
وقال البروفيسور جون روجرز ، رائد الإلكترونيات الحيوية ، الذي قاد التطوير ، إن الهدف هو استخدام الأجهزة لاستشعار البيئة لمراقبة التلوث أو مراقبة السكان أو تتبع الأمراض.
ولتصميم الميكروفيلر ، درس البروفيسور روجرز وزملاؤه الديناميكا الهوائية لبذور العديد من النباتات ومنها نبتة “تريستيلاتيا”وهي نبتة مزهرة ببذور على شكل نجمة.
وأوضحوا أن بذور تريستيلاتيا لها أجنحة ريش تلتقط الريح لتهبط بدوران بطيئ.
بناءً على ذلك ، قام البروفيسور روجرز ببناء واختبار الهياكل في المختبر ، باستخدام طرق متقدمة للتصوير وقياس أنماط التدفق.
وأوضح روجرز أنه يمكن تشكيل الهياكل الناتجة عبر مجموعة متنوعة من الأحجام والأشكال .
ولتصنيع الأجهزة ،.قام فريقه في البداية بتصنيع السلائف للهياكل الطائرة في أشكال هندسية مسطحة ، ثم قاموا بربط السلائف على ركيزة مطاطية مشدودة قليلاً.
عندما يتم استرخاء الركيزة الممتدة ، تحدث عملية التواء محكومة تؤدي إلى ظهور الأجنحة في أشكال ثلاثية الأبعاد محددة بدقة.
قال البروفيسور روجرز: “ هذه الإستراتيجية لبناء هياكل ثلاثية الأبعاد من طليعات ثنائية الأبعاد قوية لأن جميع أجهزة أشباه الموصلات الحالية مبنية في تخطيطات مستوية.وبالتالي يمكننا استغلال المواد وطرق التصنيع الأكثر تقدمًا المستخدمة في صناعة الإلكترونيات الاستهلاكية لعمل تصميمات قياسية تمامًا ومسطحة وشبيهة بالرقاقة ثم نقوم بتحويلها إلى أشكال طيران ثلاثية الأبعاد.
ويكون توزيع وزن الإلكترونيات منخفضًا في وسط الميكروفيلر لمنعها من فقدان السيطرة والانزلاق الفوضوي على الأرض .
جهز الفريق جهازًا واحدًا بجميع العناصر لاكتشاف الجسيمات في الهواء ، وهو مفيد لرصد مستويات التلوث على طريق رئيسي أو في منطقة محلية للغاية.
وقال: “تتضمن معظم تقنيات المراقبة أجهزة مجمعة مصممة لجمع البيانات محليًا في عدد صغير من المواقع عبر منطقة ذات أهمية.

المصدر:Daily Mail