ПОДЕЛИТЬСЯ
Scientists / Ученый
Исследователи из Государственного университета Северной Каролины изобрели способ создания антенны из жидкого металла, предложив для своего открытия целый ряд возможностей применения.

В ходе своего исследования, материалы которого были опубликованы в Журнале прикладной физики, Джейкоб Эдамс с коллегами задались целью создать антенну с изменяемой конфигурацией, используя в качестве материала жидкий металл, управляемый при помощи одной лишь подачи напряжения. В своей работе они черпали вдохновение из материалов исследований в области жидких металлов, проведённых командой Майкла Дики из департамента химической и бимолекулярной инженерии Государственного университета Северной Каролины. К слову, Дики принял участие и в текущем исследовании тоже.

В ходе своего первоначального исследования Дики с коллегами установили способность жидкого металла изменять форму под воздействием возникновения электрического потенциала между электролитом и жидким металлом. Под воздействием положительного заряда жидкий металл расширяется, под воздействием отрицательного заряда – сжимается.

Так выглядит первый образец жидкометаллической антенны

Длина и форма антенны имеют важное значение, поскольку они предопределяют её критические свойства – такие, как диаграмма излучения и рабочая частота. По словам Эдамса, использование исследователями жидких металлов, способных изменять свою форму, позволило им изменять свойства антенны более широко в сравнении со свойствами и возможностями фиксированных проводников.

Исследователи сокращали и увеличивали длину жидкометаллического волокна, используя электрохимические реакции, в рамках которых положительный заряд заставлял его течь в капилляр, а отрицательный заряд заставлял течь из капилляра. Положительный заряд оставляет оксид на поверхности металла, снижая поверхностное напряжение, в то время, как негативный заряд удаляет упомянутый выше оксид, увеличивая поверхностное напряжение.

«Мы называем это «электрохимически управляемой капиллярностью», которая во многом похожа на электрохимический насос для жидкого металла», – говорит Эдамс.

Несмотря на то, что твёрдые проводники также могут использоваться для изменения свойств антенны, использование жидких металлов значительно расширило диапазон изменения рабочих частот. По утверждению исследователей, жидкие металлы позволяют увеличить рабочий диапазон антенны как минимум вдвое в сравнении с системами электронных коммутаторов.

В качестве возможных вариантов практического применения своего открытия в сфере изменения свойств жидких металлов исследователи называют использование его в мобильных устройствах. Способность к практически безграничному изменению размеров даёт возможность использовать настраиваемые антенны для решения проблем загрузки ближнего поля, таких как проблема «смертельной хватки» в iPhone 4, когда звонки обрываются при расположении телефона внизу.

Учёные уже ищут возможности увеличения скорости и эффективности изменения формы жидких металлов. В будущем они надеются получить возможность лучшего контроля формы, что сможет расширить практическое применение антенны.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Понравилось нас читать?