السبت، 25 سبتمبر 2021 - 06:02 م

عندما تشتت الأشجار والنباتات بذورها، فإنها غالبًا ما تعتمد على الرياح لنقلها إلى المراعي الجديدة، لتتبنى البذور المختلفة طرقًا مختلفة للطيران، فبعضها ينزلق في الهواء، والبعض الآخر بالمظلات على الأرض، والبعض الآخر يدور مثل المروحيات في النسيم.

وبالنسبة للعلماء، قدمت هذه الديناميكا الهوائية الإلهام لنوع جديد من أجهزة الاستشعار المحمولة جواً - منشورات صغيرة ، بعضها أصغر من حبة الرمل، والبعض الآخر مجهز إلكترونيًا، والتي يمكن، في المستقبل ، أن تطفو في الغلاف الجوي، لمهام مثل المراقبة البيئية.

وهذه المنشورات أو الرقائق الإلكترونية، التي يتراوح حجمها من حوالي 40 مم عبر (الأكبر) إلى 0.4 مم (الأصغر)، لا تتحرك تحت قوتها الخاصة، وبدلاً من ذلك فقد تم تصميمهم ليبقوا في الهواء لأطول فترة ممكنة، مدعومين بتصاميمهم الديناميكية الهوائية المستوحاة من الحيوية.

وقد قام فريق دولي من العلماء، بقيادة مهندسين من جامعة نورث وسترن، بتطوير نماذج أولية مادية وبمحاكاة حاسوبية، أفضل طيار صغير يتحرك بسرعة قصوى على مهل تبلغ 28 سم / ثانية عند السقوط على الأرض (مقياس يعرف باسم السرعة النهائية).

وقال جون روجرز، أستاذ علوم وهندسة المواد في جامعة نورث وسترن، الذي قاد تطوير المنشورات ، لموقع:  "لقد كان من المدهش أن نتمكن من القيام بعمل أفضل من البذور، فيما يتعلق بديناميكيات الطيران".

وأشار إلى أن هذا كان على الأرجح، لأن الطبيعة يجب أن تعمل على تحسين تصميم البذور لتحقيق التوازن بين العديد من الاعتبارات المختلفة، بينما يمكن للعلماء التركيز على عدد قليل فقط من النقاط، مثل الحمولة، وأوقات الطيران.

وكما هو موضح في ورقة بحثية نُشرت في مجلة Nature هذا الأسبوع، فإن هذه الحمولات هي التي تميز هذه المنشورات، وقد طور "روجرز" وفريقه العديد من النماذج الأولية المختلفة، بما في ذلك الوحدات الكبيرة التي يبلغ طولها حوالي 40 ملم، وهي مزودة بإلكترونيات خالية من البطاريات، لمراقبة التعرض للضوء الشمسي، فيما صُنعت النماذج الأصغر، التي يبلغ عرضها مليمتران ، من مواد خاصة تغير لونها استجابةً للعوامل البيئية، مثل الحموضة، أو وجود عناصر معينة، مثل الرصاص أو الزئبق.