Антеннам из жидкого металла пообещали «мобильное» будущее
Исследователи из Университета штата Северная Каролина (США) во главе с Джейкобом Адамсом (Jacob Adams) разработали жидкие металлические антенны, которые способны подстраивать собственную длину к нужной частоте сигнала и при этом управляются исключительно электрическим напряжением. Исследование
в
, а с его кратким описанием можно
на сайте Американского физического института.
В демонстрационной жидкометаллической антенне на границе металла и электролита создается электрический потенциал. После этого, прикладывая к металлу положительное напряжение его заставляют расширяться, «вытекая» в заранее созданный капилляр (тело жидкой антенны), а при приложении отрицательного напряжения – сжиматься, возвращаясь в исходные резервуар. Таким чисто электрохимическим методом ученые смогли менять размер антенны и, соответственно, ее рабочую частоту.
Этот метод управления стал возможен благодаря тому, что положительное напряжение создает на поверхности металла слой оксида, что снижает поверхностное натяжение жидкости, давая ей более свободно растекаться в стороны. Соответственно, отрицательное напряжение восстанавливает оксид, что увеличивает поверхностное натяжение и заставляет металл сжиматься.
Создание первой эффективно управляемой жидкометаллической антенны может стать важным шагом в развитии ряда практических приложений. В настоящее время антенны можно заставить функционировать с другой рабочей длиной лишь используя твердые проводники, подсоединяемые и отсоединяемые от антенны электронными переключателями. Однако жидкая антенна предлагает намного большую вариабельность рабочей длины – как минимум вдвое большую, указывают авторы. При этом никаких переключателей использовать не требуется.
Более ранние попытки решить ту же проблему жидкометаллическими антеннами упирались в необходимость использования насосов для закачки жидкости в антенный канал. Насосы, пусть и самые миниатюрные, не удавалось успешно интегрировать во многие миниатюрные электронные устройства.
Ключевой сферой применения жидких антенн могут стать мобильные устройства. Их размеры невелики, а потребности в получении данных все время растут, сдвигаясь в сторону так называемого «Интернета вещей». Малые размеры мобильных устройств уже сейчас часто находятся в противоречии с теми рабочими частотами, которые они вынуждены использовать. Типичным примером такого противоречия можно назвать известную проблему iPhone 4, чья антенна могла оборвать звонок, если пользователь дотрагивался до определенной части корпуса. В случае если диапазон изменения физической длины мобильных антенн действительно удастся удвоить, проблемы со связью, существующие у тонких и миниатюрных устройств такого рода могут быть существенно смягчены.
Он помогает почувствовать прохладу в жару
Японский инженер разработал персональный гаджет для охлаждения тела пользователя в жару с помощью надетой на него футболки. Устройство крепится на поясе и совершает возвратно-поступательные движения, резко отталкивая и притягивая нижний край футболки, создавая за счет движения воздуха под одеждой ощущение прохлады. Видео с демонстрацией работы устройства изобретатель выложил твиттере. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Лето 2023 года по предварительным оценкам ученых может стать самым теплым за всю историю наблюдений. И по всей видимости очень жаркая погода в скором будущем станет частью новой климатической нормы. В связи с этим инженеры ищут решения, которые бы позволили человеку поддерживать комфортную температуру тела в сильную жару. Некоторые компании предлагают встраивать вентиляторы в рюкзаки, или использовать умные ткани для одежды. Другие — использовать персональный миниатюрный кондиционер размером с мобильный телефон, работающий на элементах Пельтье. Инженер из Японии по имени Кадзуя Сибата (Kazuya Shibata) придумал свой способ спасения от жары. Он изобрел устройство, которое дергает надетую на тело пользователя футболку и таким образом охлаждает его, создавая движение воздуха под одеждой. Зачастую люди совершают подобные движения в жаркую погоду, когда хотят почувствовать прохладу, но по каким-либо причинам не могут снять с себя лишнюю одежду. Устройство представляет собой небольшую коробку, которая крепится на поясе. В верхней ее части расположен актуатор, который совершает возвратно-поступательные движения, резко отталкивая ткань футболки от тела, а потом притягивая ее обратно. Чтобы при возвратном движении ткань двигалась вместе с актуатором, она прижимается снаружи с помощью магнита. Сбоку на устройстве расположен выключатель и, по всей видимости, регулятор частоты хлопанья футболкой. Животные тоже страдают от жары, и некоторые из них выработали довольно необычные способы снижения температуры тела. Например, ехидны, чтобы охладиться в жаркую погоду выдувают из носа пузыри слизи, которые лопаются и увлажняют кончик их клюва. После этого испаряющаяся жидкость охлаждает поверхность кожи, а с ней и кровь в кровеносных сосудах под поверхностью кожного покрова.