受风力传播植物种子启发 国际最新研发出飞行微装置

小青爱吃草2021-09-24  66

一个装有测量空气颗粒物污染水平电路的3D飞行器(图片来自美国西北大学)⭐。 施普林格·自然 供图。

中新网北京9月23日电 (记者 孙自法)国际著名学术期刊《自然》✨最新发表一篇工程学研究论文,研究人员描述受到风力传播的植物种子启发,研发出一种飞行微装置,或可应用于环境监测或通讯。这种飞行装置可以携带有源电子载荷,从而可建立新的潜在范围的无电池无线设备。

该论文介绍,植物种子有各种形状大小,其中一些可利用风力传播,散播遗传物质繁殖种群。这些形状可分为四类:降落伞形,如蒲公英;滑翔机形,如翅葫芦;直升机形,如梣叶槭和大叶枫;扑翼或飞旋形,如毛泡桐或臭椿。

受风力传播种子的启发,论文通讯作者、美国西北大学约翰·罗杰斯(John Rogers)和同事设计出一系列飞行器,大小从微型(小于1毫米)到大型(大于1毫米)。他们使用模拟和风洞实验,研究改变设计参数如飞行器直径、结构和翼型的空气动力学影响。在直升机型和飞旋形种子中,旋转行为加强了这些装置的稳定性和飞行行为。这些设计可以集成简单电子器件,其中一例包含有一个检测空气颗粒物的电路。

一个10x10飞行器矩阵(图片来自美国西北大学)。 施普林格·自然 供图。

在《自然》✨同期发表的新闻与观点文章中,美国康奈尔大学专家指出,这些装置可以构成动态传感器网络,用于环境监测、无线通讯节点,或基于互联网连接设备网络即物联网的各种其他技术。该专家认为,该项研究还需要做进一步工作,以理解飞行器在风中会有怎样的行为,其他设计(降落伞形和滑翔机形飞行器)表现如何,但目前的工作为增进飞行器能力铺平了道路。(完)

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