Cette micropuce dotée d’ailes est la plus petite structure volante que l’homme ait jamais construite

Aujourd’hui, peut-être plus que jamais, les ingénieurs et les scientifiques s’inspirent de la nature pour développer de nouvelles technologies.

L’échelle de certains des volants. (Université Northwestern)

C’est également le cas de la plus petite structure volante que l’homme ait construite à ce jour.

S’inspirant de la façon dont des arbres comme les érables dispersent leurs graines à l’aide d’une simple brise, les chercheurs ont mis au point une série de minuscules puces volantes, la plus petite étant à peine plus grosse qu’un grain de sable.

Cette micropuce volante ou “microflier” attrape le vent et tourne comme un hélicoptère vers le sol.

Les microfliers, conçus par une équipe de la Northwestern University dans l’Illinois, peuvent être dotés de technologies ultra-miniaturisées, notamment de capteurs, de sources d’énergie, d’antennes pour la communication sans fil et même de mémoire intégrée pour le stockage de données.

“Notre objectif était d’ajouter le vol ailé aux systèmes électroniques à petite échelle, avec l’idée que ces capacités nous permettraient de distribuer des dispositifs électroniques miniaturisés hautement fonctionnels pour détecter l’environnement à des fins de contrôle de la contamination, de surveillance de la population ou de suivi des maladies”, explique John A. Rogers, de Northwestern, qui a dirigé le développement du nouveau dispositif.

L’équipe d’ingénieurs a voulu concevoir des dispositifs qui resteraient en l’air aussi longtemps que possible, ce qui leur permettrait de maximiser la collecte de données pertinentes.

Lorsque le micro-volant tombe dans l’air, ses ailes interagissent avec l’air pour créer un mouvement de rotation lent et stable.

(Northwestern University)

“Nous pensons que nous battons la nature. Au moins dans le sens étroit où nous avons été capables de construire des structures qui tombent avec des trajectoires plus stables et à des vitesses terminales plus lentes que les graines équivalentes que l’on pourrait voir sur des plantes ou des arbres”, déclare Rogers.

“Nous avons également pu construire ces structures volantes à des tailles beaucoup plus petites que celles que l’on trouve dans la nature.”

Rogers pense que ces dispositifs pourraient potentiellement être lâchés du ciel en masse et dispersés pour surveiller les efforts d’assainissement de l’environnement après une marée noire, ou pour suivre les niveaux de pollution atmosphérique à différentes altitudes.

L’ironie de créer potentiellement un nouveau polluant environnemental tout en essayant d’atténuer les effets d’un autre n’échappe pas à Rogers et à son équipe. Dans le document décrivant leurs travaux, les auteurs relaient ces préoccupations :

“Des méthodes efficaces de récupération et d’élimination doivent être soigneusement étudiées. Une solution qui contourne ces problèmes exploite les dispositifs construits à partir de matériaux qui se résorbent naturellement dans l’environnement par une réaction chimique et/ou une désintégration physique en produits finaux bénins.”

Dessus d’un microflier plus grand avec antenne à bobine et capteurs pour détecter les rayons ultraviolets. (Université Northwestern)

Heureusement, le laboratoire de M. Rogers met au point des composants électroniques transitoires capables de se dissoudre dans l’eau une fois qu’ils ne sont plus utiles. En utilisant des matériaux similaires, lui et son équipe visent à construire des volants qui pourraient se dégrader et disparaître dans les eaux souterraines au fil du temps.

“Nous fabriquons de tels systèmes électroniques physiquement transitoires en utilisant des polymères dégradables, des conducteurs compostables et des puces de circuits intégrés dissolvables qui disparaissent naturellement en produits finis inoffensifs pour l’environnement lorsqu’ils sont exposés à l’eau”, explique M. Rogers.

“Nous reconnaissons que la récupération de grandes collections de microfliers peut être difficile. Pour répondre à cette préoccupation, ces versions résorbables dans l’environnement se dissolvent naturellement et sans danger.”

Cette recherche a été publiée dans la revue Nature.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche