El microchip alado más pequeño del mundo se inspira en las semillas voladoras y en los libros 'pop-up' para niños, monitoriza el aire y se descompone en agua

Microchip

Universidad de Northwestern

  • Ingenieros de la Universidad Northwestern han creado la estructura voladora más diminuta jamás diseñada por la mano humana: se trata de un microflier alado que no necesita motor.
  • El microchip volador tiene el tamaño de un grano de arena y servirá para monitorizar enfermedades transmitidas por el aire o detectar los niveles de contaminación ambiental. 
  • Para construirlo, los responsables se inspiraron en la forma en la que algunos árboles como los arces dispersan sus semillas, ayudándose del viento.
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La electrónica se dota de nuevos superpoderes con este descubrimiento de la Universidad Northwestern, donde un grupo de científicos ha conseguido crear un microchip alado del tamaño de un grano de arena y capaz de volar sin motor. 

Es la estructura voladora más pequeña jamás diseñada por la mano humana y aparece detallada en un artículo publicado en la revista Nature. El conjunto mide menos de 1 milímetro de ancho. 

Los ingenieros han agregado una capacidad hasta entonces insólita en los microchips electrónicos: el poder de volar. Para hacerlo no precisa un motor, sino que inspirado en las semillas de algunos árboles como el arce, sus alas funcionan cómo hélices que giran para viajar con el viento. 

Al estudiar los arces y otros tipos de semillas dispersadas por el viento, los ingenieros optimizaron la aerodinámica del microflier para garantizar que, cuando se deja caer a gran altura, caiga a una velocidad lenta de manera controlada. 

"A lo largo de miles de millones de años, la naturaleza ha diseñado semillas con una aerodinámica muy sofisticada. Tomamos prestados esos conceptos de diseño, los adaptamos y los aplicamos a plataformas de circuitos electrónicos", apunta John A. Rogers, director del desarrollo del dispositivo. 

Se trata de un comportamiento que garantiza la dispersión en un área amplia, estabiliza el vuelo y aumenta la cantidad de tiempo que interactúa con el aire, de forma que este diminuto aparato prácticamente invisible a la vista pueda monitorear la contaminación y detectar enfermedades transmitidas por el aire. 

Entre sus ventajas destaca que estos minúsculos microchips voladores pueden empaquetarse con tecnología ultraminiaturizada, que incluye sensores, fuentes de energía, antenas para comunicación inalámbrica y memoria integrada para almacenar datos.

"Creemos que vencimos a la naturaleza", concluye el investigador. "Al menos en el sentido estricto de que hemos podido 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", apostilla.

Hasta llegar al prototipo final, el equipo diseñó muchos tipos distintos de microchips voladores, incluyendo uno con tres alas. Para identificar la estructura más ideal, dirigieron el modelado computacional a gran escala de cómo fluye el aire alrededor del dispositivo para imitar la rotación lenta y controlada de la semilla de tristellateia en la que se inspira.

Sus creadores lo tienen claro: "la miniaturización de dispositivos representa la trayectoria de desarrollo dominante en la industria electrónica, donde los sensores, radios, baterías y otros componentes pueden construirse en dimensiones cada vez más pequeñas". 

También se inspiraron en libros pop-up para niños a la hora de crear los chips y que salten sus alas. 

En ejemplos demostrados, el equipo incluyó en el chip volador sensores, una fuente de energía que puede recolectar energía ambiental, almacenamiento de memoria y una antena que puede transferir datos de forma inalámbrica a un teléfono inteligente, tableta o computadora.

El invento puede detectar partículas en el aire, mientras que al dotar al microchip alado de sensores de pH es posible medir la calidad del agua. Los fotodetectores harán que pueda medir la exposición al sol en diferentes longitudes de onda.

Sus aplicaciones son infinitas: medir las consecuencias después de un derrame químico, rastrear los niveles de contaminación del aire en varias altitudes o formar una red inalámbrica de captación de datos. 

Otro de sus puntos fuertes es que el laboratorio ya desarrolla dispositivos con polímeros degradables que se disuelven sin causar daño en el agua cuando ya no sea útiles, cuya eficacia ya ha sido comprobada en un trabajo reciente sobre marcapasos bioabsorbibles. 

Gracias a estos materiales las versiones sostenibles de los chips voladores desaparecerán de forma natural e inofensiva en el agua subterránea.

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