清华大学张一慧课题组与美国西北大学John A. Rogers课题组、黄永刚课题组、美国伊利诺伊大学香槟分校Leonardo P. Chamorro课题组合作，受风传播种子的启发，设计了一种屈曲力学组装的新型三维微电子飞行器，以实现在空气中被动、长时间、远距离飞行。为在>机械引导下组装三维(3D)微观结构，研究者采用形状记忆聚合物作为薄膜基材，使得成型的三维结构在从基底剥离后得以保持其构型，从而制备了三维微飞行器。这种制备工艺简单、高效，可以同时、大批量制造多尺度三维结构。该三维组装方案与传统二维电子电路制备工艺完美兼容，因此极易在三维结构上集成柔性电子器件。本工作展示了以这种方式合成的一系列三维宏观、中观和微观材料。对这种高性能结构的空气动力学进行分析、计算和实验研究，成功设计了一类在空气中具有良好滞空性的以风为动力的被动驱动微飞行器，并成功地在飞行器上集成了电子电路功能模块，可实现空气污染物监测等功能。此外，该三维飞行器具有植物种子一样广泛播撒特性，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，有助于未来的疫情监测和病毒防控。相关研究成果以“Three-dimensional electronic microfliers inspired by wind-dispersed seeds”为题发表在Nature上，并被选为同期的Nature封面。