О њима можда не размишљамо много, али антене су свуда. У нашим телефонима, у нашим аутомобилима, у крађама против крађе на одећи коју купујемо, а како Интернет ствари постаје све присутнија стварност, појављују се на новим местима, попут микроталаса и лампи. Инжињери су стога тражили методе да антене буду мање, лакше и лакше се примењују.
Сада су истраживачи са Универзитета Дрекел развили методу за стварање готово невидљивих антена на готово било којој површини тако што су их буквално прскали попут боје. Антене су направљене од специјалног дводимензионалног металног материјала названог МКСене. МКСене прах се може растворити у води да би се створила боја која се затим наноси ваздухом. У тестовима је чак и танак слој од само 62 нанометра - хиљадама пута тањи од листа папира - могао ефикасно да комуницира. Перформансе су сачињене од само 8 микрона, тачка у којој су антене за распршивање радиле једнако добро као и оне које се тренутно користе у мобилним уређајима и бежичним рутерима.
Антене су толико танке да се могу прскати на њих без додавања тежине или масе, чак и на сићушне уређаје попут медицинских сензора. И они су флексибилни, што значи да могу ићи на неравним површинама, попут завеса. Истраживачи кажу да би антене могле донијети огромна побољшања у бежичним уређајима и Интернету ствари, посебно када је ријеч о носивим производима - чак можете антену прскати и на чарапама како бисте их пратили.
„То ће омогућити заиста бежичну комуникацију са било којим предметом“, каже Иури Гоготси, професор науке о материјалима и инжењерству који је водио истраживање. „Ово би могло донети праву разлику јер идемо у свет у којем ће све бити повезано“.
Замислите да можете тренутно да примените антену на било који предмет који поседујете и учините то комуникационим уређајем. Можете ставити антену на оковратник вашег пса да га не изгуби. Ставите је у фрижидер да би могао да комуницира са вашим телефонима. Ставите их на своје тениске лоптице да прате брзину сервирања.
Истраживање је недавно објављено у часопису Сциенце Адванцес .
МКСене, дводимензионални материјал од титанијум-карбида, открили су истраживачи компаније Дрекел 2011. године, а патентирали 2015. године. Ултра јак и проводљив, показао се потенцијал да се користи у уређајима за складиштење енергије, попут батерија електрода које би могле да напуне телефоне у секунди; спречавање електромагнетских сметњи између уређаја; осетите опасне хемикалије у ваздуху и још много тога. У студији су МКСене антене имале 50 пута боље резултате од оне направљене од графена, тренутно „врућег“ наноматеријала.
За разлику од других наноматеријала, за МКСене нису потребна везива или грејање да би наночестице лепиле заједно. Све што требате је помешати са водом и прскати ваздушном четком. Добијене антене могу чак радити и на материјалима који се крећу и савијају, попут текстила, мада ће то утицати на пријем, слично као што је то урадило и кретање антене на старом телевизору.
Прскање антена је "занимљив приступ", каже Јосеп Јорнет, професор електротехнике на Универзитету у Буффалу који ради на комуникацијским мрежама и Интернету ствари.
Јорнет каже да је већина истраживања танких флексибилних антена укључивала штампање. Али прскање има потенцијал да буде брже.
Али иако су перформансе антене приказане у раду „веома добре“, каже Јорнет, „сама антена није ништа друго него комад метала“.
Како би антене биле максимално корисне, објашњава он, оне би биле упарене са врстама флексибилне електронике - мислим да су растезљиви телефони или ролл-уп таблети - који још увек не постоје. На овом истраживању раде многи истраживачи, али то тек треба да се оствари.
Дрекел тим тестирао је антене за прскање на храпавом материјалу, целулозном папиру и глатком листу од полиетилен терефталата. Сада планирају да га тестирају на другим површинама, укључујући стакло, пређу и кожу - антене предива могу направити за повезани текстил, док кожа може имати апликације за ветеринарску или хуману медицину. Надају се партнерима са инвеститорима или комерцијалним партнерима заинтересованим за развој производа који могу имати користи од антена.
Иако се антене могу користити за ношење или здравствени монитори прскани директно на кожу, Гоготси саветује опрез, будући да МКСене има мало података о употреби на људима.
„Увек нас помало занимају нови материјали“, каже он. „Да ли је биокомпатибилан? Постоје ли дугорочне последице? Предлажем да сачекамо пре него што је нанесемо директно на кожу. "
Тим такође гледа како да оптимизира материјал у погледу проводљивости и чврстоће, потенцијално чинећи га још тањим и лакшим за прскање у прецизнијим облицима, као и чинећи га да ради на различитим фреквенцијама.
„Има пуно простора за напредак“, каже Гоготси. "Први никада није најбољи."
