Mỹ chế tạo vi mạch “nhỏ bằng hạt cát” để theo dõi mầm bệnh trong môi trường

Ngành khoa học của Mỹ lại tiếp tục phát triển lên một tầm cao mới khi các nhà nghiên cứu tại Đại học Northwestern (Mỹ) đã chế tạo thành công vi mạch có cánh có khả năng tự phân hủy sinh học dùng để theo dõi các mầm bệnh trong không khí, giám sát ô nhiễm và thu thập dữ liệu khoa học.

Theo trang SciTechDaily, nhóm kỹ sư tại Đại học Northwestern thuộc bang Illinois, Mỹ, đã nghiên cứu và chế tạo thành công một vật thể bay siêu nhỏ, có khả năng giám sát mức độ ô nhiễm không khí và mầm bệnh trong môi trường ở quy mô lớn.

Vi mạch bay nhỏ nhất thế giới được chế tạo thành công

Những vi mạch này hoàn toàn không có động cơ. Chúng có cấu trúc hình cánh quạt, kết cấu dẹp và được cấu tạo bởi những linh kiện điện tử siêu nhỏ. Qua nghiên cứu cách các loại hạt phân tán trong gió, nhóm nhà phát triển tại Đại học Northwestern đã tối ưu hóa khí động học của “vi mạch bay” để đảm bảo rằng khi rơi từ tên cao, nó sẽ rơi với vận tốc chậm có kiểm soát.

Vi mạch này gồm hai phần chính: những linh kiện điện tử nhỏ vài mm và các cánh. Trọng lượng của thiết bị điện tử được phân bổ thấp ở trung tâm của bộ vi xử lý để ngăn nó rơi xuống đất một cách hỗn loạn. Ông John Rogers, giáo sư tại Đại học Northwestern về khoa học và kỹ thuật vật liệu, cho biết: “Nhờ thiết kế đặc biệt, phần cánh quạt của vi mạch khi tương tác với không khí sẽ tạo ra những chuyển động quay ổn định và giúp chúng bay lâu hơn”. “Từ đó, chúng sẽ thu thập đủ dữ liệu cần thiết để giám sát mức độ ô nhiễm không khí và đo nồng độ độc tố trong môi trường”, tờ Daily Mail trích lời giáo sư Rogers giải thích.

Ngoài bộ phận cảm biến, chúng còn được trang bị nguồn điện, ăng-ten để liên lạc không dây và bộ nhớ để lưu trữ dữ liệu. Những dữ liệu này sau đó được chuyển đến điện thoại thông minh hoặc máy tính. 

Theo Giáo sư Rogers, những vi mạch bay này có rất nhiều ứng dụng tiềm năng trong tương lai bằng cách phân tán một số lượng lớn ra ngoài môi trường. Tuy nhiên, vì kích thước quá nhỏ, chúng tồn tại nhiều rủi ro đối với con người.

Do đó, Rogers sẽ áp dụng phương pháp cấy ghép y tế mà ông và nhóm đã nghiên cứu thành công ở thiết bị tạo nhịp tim tự phân hủy. Qua đó, các vi mạch bay sẽ có khả năng hòa tan, an toàn với cơ thể và không tồn tại trong môi trường sau một khoảng thời gian nhất định. Về vấn đề rác thải điện tử, ông Rogers cùng các đồng nghiệp đang lưu ý sử dụng loại chất liệu hoà tan vô hại trong nước – giống như máy tạo nhịp tim có thể hấp thụ sinh học – để làm “vi mạch bay”.

Hiện tại, các vi mạch bay chưa sẵn sàng để triển khai ở môi trường tự nhiên, nhưng nhóm nghiên cứu có kế hoạch phát triển sản phẩm với nhiều thiết kế khác nhau.

Cho đến nay, các phiên bản của thiết bị nhỏ bé này đã được gắn cảm biến ô nhiễm không khí, công cụ nghiên cứu bức xạ Mặt Trời và cảm biến độ chua PH để theo dõi chất lượng nước.