“由于其下落速度慢（约0.28m/s ， 只有雪花平均下落速度的1/8左右）、有较好的飞行稳定性 ， 又能像植物种子一样广泛播撒的特性 ， 使其有望成为未来飞行器‘物联网’的节点 ， 构建具有超高空间深度与时间广度的低成本实时监测系统 ， 助力未来疫情监测与病毒防控 。 ”
提及此项研究的主要困难 ， 张一慧指出两点：第一 ， 理解自然界风传种子如何利用自身结构尽可能地增加滞空飞行时间 ， 并实现稳定下落 ， 第二 ， 将理论预测设计的三维构型制造出来 ， 并在几毫米到几厘米的尺度上集成微电子器件 。
对于第一点 ， 张一慧表示 ， “抓住复杂自然现象的主要矛盾 ， 抽象为基本的科学问题 ， 是其中的难点和关键 。 无论是自然界的种子或我们设计的微飞行器 ， 滞空能力是其可以在空气中长时间自由飞行的关键 ， 其终端速度（达到匀速下落状态下的最终速度）是衡量滞空能力的重要指标 。 物体在空气中达到匀速下落状态时 ， 空气对物体的阻力与物体自身重力等值 。 而该阻力通常与下落速度、迎风面积正相关 ， 因此尽可能的增大迎风面积是降低终端速度的关键 。 ”
“为了深入理解和分析这一现象 ， 我们通过流体力学数值计算模拟了这一下落过程 ， 并建立了相应的理论模型 ， 系统地揭示了旋落过程的运动机理 ， 并成功预测了不同结构的终端速度 ， 与数值模拟、下落实验结果吻合良好 。 此外 ， 耦合空气作用力的旋转动力稳定性模型为此类飞行器的旋转下落稳定性提供了理论基础 ， 为此类微飞行器设计提供了指导方案 。 同时 ， 我们的合作者通过粒子图像测速法（PIV） ， 获得了三维飞行器旋落状态下高精度的流场图 ， 印证了我们的理论预测 。 ”
【团队|中美韩团队创有史以来最小电子飞行器：种子启发，以风为动力】对于第二点 ， 张一慧表示 ， “我们采用了与黄永刚、John Rogers课题组在2015年合作提出的屈曲力学引导的三维自组装方案（Science 2015, 347: 154-159；封面文章） ， 将二维前驱体结构有选择地粘接在预拉伸的弹性基底上 ， 通过释放基底的预应变实现前驱体结构的压缩屈曲 ， 完成二维到三维构型的转变 。 更重要的是 ， 这种2D到3D的成型方法 ， 兼容当前的平面微电子加工工艺 。 我们利用有限元模拟展示了这一复杂电子系统的组装过程 ， 并通过精确的力学分析保证了微电子器件在变形与下落过程中不会损坏 。 ”
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