Les thrips sont de minuscules insectes de 2 millimètres de long, environ aussi longtemps que quatre cheveux humains sont épais. Les thrips sont connus pour leur capacité indésirable à dévorer les plantes du jardin et, dernièrement, pour éclairer la conception de la microrobotique.

Contrairement aux insectes plus gros, des oiseaux, et avions, les thrips ne dépendent pas de la portance pour voler. Au lieu, les minuscules insectes reposent sur un mécanisme de vol basé sur la traînée, se maintenir à flot dans des vitesses d'écoulement d'air avec un grand rapport de force à la taille de l'aile. Le vent est proportionnellement plus fort lorsque vous êtes un petit insecte avec des ailes qui mesurent à l'échelle microscopique.

Le vortex de pointe est remarquablement désamorcé à une si petite taille, si peu de force de levage peut être générée. L'auteur Yonggang Jiang a expliqué que la cause en est le nombre de Reynolds ultra-faible, qui est un rapport entre les forces d'inertie et visqueuses dans un fluide, comme l'air.

Alors que des études basées sur des modèles ont confirmé un mécanisme basé sur la traînée pour les insectes minuscules, les modèles ne sont pas biologiquement fidèles. L'aile d'un thrip peut avoir entre 45 et 120 poils ressemblant à des poils s'étendant de la membrane alaire.

Malgré la précision croissante des systèmes microélectromécaniques, des études antérieures risquaient des calculs inexacts de la force de traînée, parce qu'ils n'incluaient pas la longueur, angle ou nombre de poils.

Dans une étude publiée cette semaine dans le Journal de physique appliquée , les chercheurs ont effectué le premier test de la force de traînée sur l'aile d'un thrip réel sous un flux d'air constant dans une soufflerie de paillasse. Fort de son expérience en microfabrication et nanomécanique, Jiang a créé une expérience dans laquelle l'aile d'un thrip a été collée à un microcantilever à détection automatique qui utilise des piézorésistances pour prendre des mesures de tension qui sont utilisées pour calculer la force de traînée sur l'aile.

L'étude a permis de quantifier les caractéristiques aérodynamiques des ailes, examiner de près la quantité d'air qui fuit à travers l'aile hérissée et comment les fuites d'air affectent la force de traînée par unité de surface. La conception à poils naturels pourrait être utile dans la conception de minuscules robots volants ou nageurs, Jiang a dit, ainsi que des capteurs de débit et des capteurs de gaz, dans lequel une structure hérissée pourrait augmenter la sensibilité.

Les auteurs prévoient d'explorer davantage l'utilisation d'un microcantilever pour étudier le mécanisme de vol du thrip et la cinématique de l'aile, y compris l'angle d'attaque, les différents angles sous lesquels un thrip peut positionner son aile, et comment cela affecte la force de traînée en vol.