В статье, опубликованной во вторник в журнале Nature Communications, Ниан Сан, профессор электротехники и компьютерной инженерии в Северо-Восточном университете, и его коллеги описывают новый подход к проектированию антенн. По словам Сан, это открытие позволяет исследователям создавать антенны, которые в тысячу раз меньше, чем существующие антенны.«Многие люди очень старались уменьшить размер антенн.
Это было открытой проблемой для всего общества», — сказал Сан. «Мы изучили эту проблему и подумали: почему бы нам не использовать новый механизм?»Традиционные антенны предназначены для приема и передачи электромагнитных волн, которые распространяются быстро — со скоростью света. Но электромагнитные волны имеют относительно большую длину волны.
Это означает, что антенны должны иметь определенный размер, чтобы эффективно работать с электромагнитным излучением.Вместо того, чтобы проектировать антенны в резонансе электромагнитных волн — чтобы они принимали и передавали электромагнитные волны, — исследователи приспособили антенны к акустическому резонансу. Акустические резонансные волны примерно в 10 тысяч раз меньше электромагнитных волн. Это означает, что антенна на один или два порядка меньше, чем даже самые компактные антенны, доступные сегодня.
Поскольку акустический резонанс и электромагнитные волны имеют одинаковую частоту, новые антенны по-прежнему будут работать с сотовыми телефонами и другими устройствами беспроводной связи. И они обеспечивали бы такую же мгновенную доставку информации. Фактически, исследователи обнаружили, что их антенны работают лучше, чем традиционные антенны.Крошечные антенны имеют большое значение, особенно для устройств Интернета вещей и в биомедицине.
Например, Сан сказал, что эта технология может привести к созданию более совершенных биоинъектируемых, биоимплантируемых или даже биоинъецируемых устройств, контролирующих состояние здоровья.Одним из таких приложений, в исследовании которого заинтересованы нейрохирурги, является устройство, которое может определять поведение нейронов глубоко в головном мозге.
Но реализация этой идеи до сих пор ставила исследователей в тупик.«Что-то размером в миллиметры или даже микрометры сделало бы биомедицинскую имплантацию намного проще, а повреждение тканей было бы намного меньше», — сказал Сан.