用户名:  密码:   
网站首页即时通讯活动公告最新消息科技前沿学人动向两岸三地人在海外历届活动关于我们联系我们申请加入
栏目导航 — 美国华裔教授专家网科技动向科技前沿
关键字  范围   
 
美国西北大学科学家受风力传播的植物种子启发 发明飞行微装置
2021/9/26 16:12:45 | 浏览:153 | 评论:0

        英国《自然》杂志近日发表一项工程学突破,包括美国西北大学科学家在内的研究团队研发了一种飞行装置,其受到风力传播的植物种子启发,未来可应用于环境监测或通信。这种飞行装置可以携带有源电子载荷,从而可在一定范围建立无电池无线设备。

美国西北大学科学家受风力传播的植物种子启发 发明飞行微装置

       植物种子有各种形状和大小,其中一些可利用风力传播,散播遗传物质扩大种群繁殖。这些种子形状可分为四类: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,包括美国西北大学研究人员约翰·罗杰斯在内的科学家们,此次设计了一系列飞行器,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,研究了改变设计参数(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。

       研究团队表示,这类在空气中具有良好滞空性的、以风为动力的被动驱动微飞行器,可以成功地在飞行器上集成电子电路功能模块,从而实现空气污染物监测等功能。该类微飞行器在空气中还具有非常缓慢的下落速度——约0.28m/s,只有雪花平均下落速度的1/8左右,而且微飞行器的旋转下落模式为其提供了较好的飞行稳定性。除此之外,它还可以像植物种子一样广泛播撒,有望成为物联网的节点,构建具有空间深度与时间广度的低成本实时监测系统,助力未来疫情监测与病毒防控。

       同时发表的新闻与观点文章中,美国康奈尔大学科学家E·法里尔·赫尔博灵写道:“这些装置可以构成动态传感器网络,用于环境监测、无线通信节点,或基于互联网连接设备网络即物联网的各种技术”。赫尔博灵补充说,需要做进一步工作,以理解飞行器在风中会有怎样的行为,以及其他设计(降落伞形和滑翔机形飞行器)表现如何,但她认为目前的成果为增进飞行器能力铺平了道路。

       总编辑圈点

       某些植物种子迎风而起、随风而落,简单的模式其实历经千万年的自然选择演化——能在无主动驱动力的情况下“与风同行”几公里甚至更远的距离,其中包含着特殊的几何结构与精妙的力学设计。借由这种原理,工程师们获得了微飞行器滞空能力提升的灵感,即利用三维结构保持稳定性。这种精确的力学分析,能让微电子器件在飞行和下落中都不会损坏,保证了其未来集成电子系统在空中工作的能力。

相关栏目:『科技前沿
日内瓦大学和瑞士NCCR最新发现: 气候模型显示金星上从未有过海洋 2021-10-13 [92]
美国洛斯阿拉莫斯国家实验室发布中子“寿命”迄今最精确测量结果 2021-10-13 [115]
银河系中心传来神秘无线电信号 发射源为“ASKAP J173608.2-321635” 2021-09-25 [123]
成本仅1美元!加拿大达尔豪斯大学研发出可快速检测下水道病毒设备 2021-10-11 [122]
加拿大麦吉尔大学科学家开发出贝壳仿生玻璃坚不可摧 2021-10-10 [130]
哈佛大学和美利坚大学:“蓝色食品”将构建健康、可持续食品消费系统 2021-09-29 [212]
顿河国立技术大学与罗斯托克大学开发出新一代防冻服的独特复合材料 2021-09-30 [192]
俄国三所大学合作开发出从硫酸生产的废料中提取钒的新技术方法 2021-09-26 [165]
SKOL TECH: 无需冷却的新型超快光学节能开关问世 2021-09-23 [153]
俄亥俄州立大学将下一代储备池计算速度提高百万倍 2021-09-23 [152]
相关栏目更多文章
最新图文:
马亮:做院长就能够发更多论文?论文发表是不是一场“权力的游戏”? :印裔人才在美碾压华裔:我们可以从印度教育中学到什么? :北京452万人将从北京迁至雄安(附部分央企名单) :《2019全球肿瘤趋势报告》 :阿尔茨海默病预防与干预核心讯息图解 :引力波天文台或有助搜寻暗物质粒子 :Sail Through the Mist - SoCal Innovation Forum 2019(10/5) 游天龙:《唐人街》是如何炼成的:UCLA社会学教授周敏的学术之路
更多最新图文
更多《即时通讯》>>
 
打印本文章
 
您的名字:
电子邮件:
留言内容:
注意: 留言内容不要超过4000字,否则会被截断。
未 审 核:  是
  
关于我们联系我们申请加入后台管理设为主页加入收藏
美国华裔教授专家网版权所有,谢绝拷贝。如欲选登或发表,请与美国华裔教授专家网联系。
Copyright © 2021 ScholarsUpdate.com. All Rights Reserved.