Inženjeri su otkrili kako stvoriti antenu za bežičnu komunikaciju 100 puta manjih dimenzija od njihove trenutne veličine koja bi mogla dovesti do razvoja sitnih moždanih implantata, mikro-medicinskih uređaja ili telefona koji se mogu nositi na prstu, piše ScienceOrg.
Autor studije Nian Sun navodi kako su moždani implantati znanstvena fantastika, no to ga nije spriječilo da fikciju pokuša pretvoriti u stvarnost.
Nove mini-antene uklanjaju razliku između elektromagnetskih valova, kao što su radio valovi, te zvučnih valova, kao što su nečujne vibracije. Elektromagnetski (EM) valovi zapravo su fluktuacije u elektromagnetskom polju, a putuju brzinom svjetlosti od nevjerojatnih 300 milijuna metara u sekundi, dok zvučni valovi putuju mnogo sporije od brzine zvuka, otprilike nekoliko tisuća metara u sekundi. Dakle, u bilo kojoj frekvenciji, jedan elektromagnetski val ima mnogo dužu valnu duljinu od zvučnog vala.
>>>Ksenotransplantacija: Znanstvenici uklonili prepreku u presađivanju svinjskih organa ljudima
Antene primaju informacije od EM valova, koje pretvaraju u električni napon. Da bi se takva rezonancija ostvarila, dužina tradicionalne antene mora otprilike odgovarati valnoj duljini EM vala, što znači da antena mora biti relativno velika. Međutim, poput žice na gitari, antena također može rezonirati sa zvučnim valovima.
Prilikom testiranja antene u izoliranom prostoru, otkriveno je da nova antena šalje signale 100 000 puta učinkovitije od konvencionalnih antena.
Nove antene prikupljaju EM valove određene frekvencije ako njihova veličina odgovara valnoj duljini mnogo kraćih zvučnih valova na istoj frekvenciji. To znači da, za bilo koju frekvenciju signala, antene mogu biti mnogo manjih dimenzija.
Problem je u brzom pretvaranju dolaznih EM valova u zvučne valove. Kako bi se to postiglo, dvodijelna antena koristi tanki komad takozvanog piezo-magnetskog materijala, koji se širi i skuplja prilikom izloženosti magnetskom polju. Ako veličina i oblik odgovaraju, taj komad učinkovito pretvara ulazni EM val u zvučnu vibraciju.
>>>Revolucionarna nanotehnologija liječi rane i obnavlja organe
Piezomagnetski materijal zatim se priključuje na piezoelektrični materijal koji pretvara vibracije na oscilirajući električni napon. Kada antena odašilje signal, informacija putuje u obrnutom smjeru, od električnog napona prema vibracijama na EM valovima.
Najveći izazov bio je pronaći pravi piezomagnetski materijal, a stvoren je kombiniranjem željeza, galija i bora.
Tim je stvorio dvije vrste zvučnih antena. Prva ima kružnu membranu, a radi na frekvencijama u rasponu gigaherca, što uključuje frekvenciju za WiFi. Druga ima pravokutnu membranu koja je pogodna za frekvencije megaherca koje se upotrebljavaju za TV i radio. Svaka od njih u promjeru ima manje od jednog milimetra, a obje mogu stajati zajedno na jednom čipu.
>>>Od fizike do začeća, švedska znanstvenica razvila revoluconarnu metodu kontracepcije
Zahvaljujući ovoj anteni mogle bi se smanjiti dimenzije mobitela i satelita, povezati stvari s internetom (IoT), a mogle bi se koristiti u svrhu medicinskog nadzora (gutanjem) ili osobne identifikacije (implantacijom). Takva antena mogla bi povezati ljude na zemljinoj površini s onima u podmornicama ili rudnicima. Istraživač Sun surađuje s neurokirurgom u Općoj bolnici Massachusetts na razvoju implantata za mozak koji bi pomogli u očitavanju i kontroliranju neuronskih aktivnosti što bi se koristilo za dijagnosticiranje u liječenje osoba koje boluju od epilepsije ili za izradu još jedne SF stvarčice - računalnog sučelja kojim se upravlja direktno mozgom.