Антеннам из жидкого металла пообещали «мобильное» будущее

Основным компонентом жидкой антенны является галлий, плавящийся при весьма низкой температуре

Фотография: Wikimedia Commons

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 опубликовано в Journal of Applied Physics, а с его кратким описанием можно ознакомиться 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.


Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.