Microchips alados, la estructura voladora más pequeña creada por el ser humano

Un equipo de científicos se ha inspirado en las semillas que se dispersan con el viento para crear microchips alados que podrían usarse para vigilar la contaminación o en comunicaciones.

Estos pequeños dispositivos voladores pueden llevar cargas electrónicas activas, estableciendo una nueva gama potencial de dispositivos inalámbricos sin batería, señala un estudio que publica Nature.

Ingenieros de la Universidad de Nortwestern (EE.UU.) han desarrollado ese “microvolador”, que es “la estructura voladora más pequeña creada por el ser humano”, se indica en un comunicado.

El aparato no tiene motor, sino que levanta el vuelo con el viento -como la semilla de árboles como el arce- y gira como un helicóptero por el aire hacia el suelo.

El equipo se inspiró en ese tipo de semillas para optimizar la aerodinámica del microvolador y garantizar que, cuando se deja caer a gran altura, puede hacerlo a baja velocidad y de forma controlada.

Este comportamiento estabiliza su vuelo, garantiza su dispersión en una amplia zona y aumenta el tiempo de interacción con el aire, lo que lo “hace ideal para vigilar la contaminación atmosférica y las enfermedades transmitidas por el aire”.

Estos dispositivos también pueden llevar tecnología ultraminiaturizada, como sensores, fuentes de energía, antenas para la comunicación inalámbrica y memoria integrada para almacenar datos.

El líder del equipo, John Rogers, explicó que el objetivo era añadir el vuelo alado a los sistemas electrónicos a pequeña escala, “con la idea de que estas capacidades nos permitieran distribuir dispositivos electrónicos miniaturizados y altamente funcionales para percibir el entorno”.

A lo largo de miles de millones de años, la naturaleza ha diseñado semillas con una aerodinámica muy sofisticada, recordó Rogers, cuyo equipo tomó prestados esos conceptos de diseño, los adaptó y aplicó a plataformas de circuitos electrónicos.

Para diseñar los microvoladores, el equipo estudió la aerodinámica de las semillas de varias plantas, inspirándose directamente en la planta tristellateia, una enredadera con semillas en forma de estrella, que tienen alas con forma de hoja para atrapar el viento y caer con un giro lento y rotatorio.

Rogers indicó que han sido capaces de construir estructuras que caen con trayectorias más estables y a velocidades terminales más lentas que las semillas equivalentes que se verían en plantas o árboles y a tamaños mucho más pequeños que los que se encuentran en la naturaleza.

El experto destacó su importancia porque “la miniaturización de los dispositivos representa la trayectoria de desarrollo dominante en la industria electrónica, donde los sensores, las radios, las baterías y otros componentes pueden construirse en dimensiones cada vez más pequeñas”.

Los microvoladores constan de dos partes: componentes funcionales electrónicos de tamaño milimétrico y las alas, que interactúan con el aire para crear un movimiento de rotación lento y estable.

El peso de los componentes electrónicos se distribuye en el centro del microvolador para evitar que pierda el control y caiga de forma caótica al suelo.

Durante las pruebas, los expertos agregaron sensores, una fuente de energía que puede recogerla del entorno, almacenamiento de memoria y una antena que puede transferir datos de forma inalámbrica a un teléfono inteligente, una tableta o un ordenador.

Rogers imagina que gran número de dispositivos podría lanzarse desde un avión o un edificio y dispersarse ampliamente para rastrear los niveles de contaminación atmosférica a distintas altitudes.

El equipo también ha considerado el problema que podría crear la basura electrónica generada por estos pequeños dispositivos y están estudiando su fabricación con materiales que puedan disolverse en el agua.