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Nature正刊封面中美韩科学家创有史以来最小电子飞行器种子启发,以风为动力
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美国西北大学 克雷-辛普森生物电子学研究所 John A. Rogers Three-dimensional electronic microfliers inspired by wind-dispersed seeds 受风散种子启发的三维电子微透镜 https://doi.org/10.1038/s41586-021-03847-y 大规模、分布式的小型无线电子设备可能构成未来环境监测、人口监测、疾病管理和其他需要在广阔空间范围内覆盖的应用系统的基础。需要为此类网络分配组件的空中方案,并且受风力分散种子的启发,我们研究了为跨越自然环境或城市环境的受控无动力飞行而设计的被动结构。三维(3D)介观结构的机械引导组装技术提供了针对此类目的优化的微型3D飞片,其工艺与电子、光电子、微流体和微机电技术的最先进生产技术相一致。在这里,我们展示了以这种方式生产的一系列3D大尺度、中尺度和微尺度飞行器,包括包含有源电子和比色有效载荷的飞行器。对这类高性能结构的空气动力学进行分析、计算和实验研究,为仿生设计确立了一系列基本考虑因素,重点关注表现出受控旋转运动学和低终端速度的3D飞行器。一种将这些复杂的3D结构表示为离散数量的叶片的方法以简单的分析比例形式捕捉了基本物理,并通过计算和实验结果进行了验证。用于环境测量的无电池无线设备和比色传感器提供了这些不寻常概念的广泛应用的简单示例。
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