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Mikroflieger: Wissenschaftler entwickeln Mikrochip, der fliegen kann

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In den USA haben Wissenschaftler einen Mikrochip entwickelt, der Flügel hat und fliegen kann. Vorbild für die Technologie war einmal mehr die Natur.

Der Mikroflieger der Northwestern University
Der Mikroflieger ist kleiner als der Samen einer Pusteblume. (Bild: Northwestern University)

Wissenschaftler der Northwestern University im US-Bundesstaat Illinois haben einen elektronischen Mikrochip entwickelt, der der Halbleiter-Technologie eine neue Eigenschaft hinzufügt: Er kann fliegen. Mehr noch: Mit dem sandkorngroßen "Mikroflieger" haben die Ingenieure eigenen Angaben zufolge die "kleinste jemals von Menschenhand geschaffene fliegende Struktur" hergestellt.

Eine weitere Besonderheit: Der Mikrochip basiert nicht auf Motorantrieb. Stattdessen wird er dank der aerodynamischen Struktur seiner Flügel vom Wind getragen, indem er ähnlich wie ein Hubschrauber mit Hilfe des Hauptrotors durch die Luft Richtung Boden gleitet. Das schreiben die Forschenden in ihrer Publikation, die sie auf der Webseite der Northwestern University und im Wissenschaftsmagazin Nature veröffentlicht haben.

Die Aerodynamik des Mikrofliegers haben die Ingenieure, wie es weiter heißt, "so optimiert", dass er – von großer Höhe abgeworfen – "mit langsamer Geschwindigkeit und kontrolliert" auf den Boden gleitet. "Dieses Verhalten stabilisiert seinen Flug, sorgt für eine weite Streuung und verlängert die Zeit, in der er mit der Luft interagiert".

Von der Natur abgeschaut

Inspiriert wurden die Forschenden nicht von der Flugtechnik. Als Vorbild für den Chip dienten das Blatt eines Ahornbaums und geflügelte Pflanzensamen, die sich durch ihre aerodynamische Eigenschaften lange in der Luft halten können. "Im Laufe von Milliarden Jahren hat die Natur Samen mit einer sehr ausgeklügelten Aerodynamik entwickelt", sagt Physiker und Chemiker John A. Rogers. "Wir haben diese Designkonzepte übernommen, angepasst und auf elektronische Schaltkreisplattformen angewandt."

Der Mikroflieger soll mehr können, als nur zu fliegen. Ausgerüstet mit elektronischen Elementen, kann und soll er für entsprechende Aufgaben instrumentalisiert werden, so die Idee der Forscher. Der Chip könne mit "ultraminiaturisierter Technologie" ausgestattet werden, heißt es, darunter "Sensoren, Energiequellen, Antennen für die drahtlose Kommunikation und Datenspeicher".

Einsatzmöglichkeiten des Mikrochips

Ein Mikroflieger eigne sich "ideal" etwa für Untersuchungen der Luftbeschaffenheit. Als Beispiel nennt Rogers das Szenario nach einem Chemieunfall. Die Mikroflieger könnten aus einem Flugzeug oder einem Gebäude abgeworfen werden, um mit ihrer Hilfe etwa die Luftverschmutzung in verschiedenen Höhen zu messen. Darüber hinaus könnten mit dem Chip durch Luft übertragene Krankheiten erfasst werden.

Das Forscherteam hat verschiedene Typen von Mikrofliegern entwickelt, darunter ein Chip mit drei Flügeln, für deren Form und Winkel die Struktur und die aerodynamischen Eigenschaften des sternförmigen Tristellateia-Samens Vorbild war. Den Forschern zufolge könnten die Mikrochips in unterschiedlichen Größen und Formen hergestellt werden.

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