— © Northwestern University

S’inspirant des graines dispersées par le vent, des ingénieurs américains ont donné aux micro-puces une nouvelle capacité : le pouvoir de voler. Ces « micro-voltigeurs » de forme hélicoïdale sont présentés comme les plus petites structures volantes jamais conçues.

Une surveillance plus étroite de l’environnement

Les dispositifs électroniques sont de plus en plus petits, les systèmes complexes pouvant désormais être réduits à des tailles inférieures au millimètre, ce qui permet d’obtenir des appareils électroniques grand public plus portables, des implants corporels moins invasifs et promet également d’améliorer la surveillance de l’environnement.

Dans ce dernier cas, la dispersion de micro-capteurs constitue un défi majeur. Si de précédentes recherches avaient conduit à la mise au point de systèmes permettant de les larguer à partir de petits drones ou même d’insectes, ces nouveaux travaux publiés dans la revue Nature adoptent une approche différente : les chercheurs de l’université Northwestern se sont intéressés aux graines de plantes telles que l’érable. Semblables à de minuscules hélices, celle-ci ne tombent pas directement sur le sol mais sont portées par le vent, ce qui permet leur dispersion sur de plus grandes distances.

Se basant sur diverses modélisations informatiques, les minuscules dispositifs conçus présentent un profil aérodynamique similaire. Le microfilm obtenu est constitué de composants électroniques encadrés par trois ailettes, fixés à un substrat en caoutchouc. L’électronique confère au dispositif un centre de gravité bas et l’ensemble mesure moins d’un millimètre de diamètre.

Micro-voltigeur biodégradable avec circuit et composants électroniques — © Northwestern University

« 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 sonder l’environnement à différentes fins [notamment le suivi des maladies et des niveaux de pollution] », détaille John Rogers, auteur principal de l’étude.

Des capteurs biodégradables

Lors des tests, l’équipe a intégré différents capteurs (capables de mesurer les niveaux de différentes particules dans l’air, le rayonnement ultraviolet ou le pH de l’eau), une source d’alimentation, une mémoire et une antenne aux micro-voltigeurs. Selon elle, ces dispositifs pourraient être largués par des avions ou depuis des bâtiments afin qu’ils se dispersent sur une large zone.

Conçus à partir de matériaux biodégradables, ceux-ci se décomposeront un fois leur mission remplie.

« Ces systèmes électroniques sont fabriqués à partir de polymères dégradables, des conducteurs compostables et de circuits intégrés qui se décomposent naturellement en produits inoffensifs pour l’environnement lorsqu’ils sont exposés à l’eau », explique Rogers. « La récupération de grandes quantités de micro-voltigeurs s’avérant délicate, il est nécessaire que ces versions se dissolvent naturellement et sans danger dans l’environnement. »

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