211service.com
Mažiausias pasaulyje radijas
Mokslininkai iš anglies nanovamzdelio sukūrė mažiausią pasaulyje radiją. Nanovamzdelis, patalpintas tarp dviejų elektrodų, sujungia visų pagrindinių radijo elektrinių komponentų, įskaitant imtuvą ir stiprintuvą, vaidmenis. Jis gali įsijungti radijo signalą ir leisti garsą per išorinį garsiakalbį.
Geros vibracijos: Vienas anglies nanovamzdelis gali prisiderinti prie radijo signalo, jį sustiprinti ir demoduliuoti, kad garsas būtų užkoduotas nešiklio radijo bangoje. Nanovamzdelis pradeda vibruoti (kairėje) suderindamas radijo signalą, jei signalas yra tokio paties dažnio kaip ir natūralaus nanovamzdelio rezonanso dažnis. Nanovamzdelių radijo kūrėjai laboratorijoje perdavė dainas, įskaitant „Good Vibrations“ iš „Beach Boys“ ir „Largo“ iš Handelio operos „Xerxes“, ir galėjo jas suderinti bei klausytis naudodami nanovamzdelių radiją.
Nors praktinis radijo pritaikymas neaiškus, jis gali būti naudojamas biologiniuose ir aplinkos jutikliuose. Mokslininkai dabar kuria mikroelektromechaninius (MEMS) jutiklius, skirtus cukraus kiekiui kraujyje arba vėžio žymenims organizme matuoti. Vietoj tyrėjų, naudojančių antspaudo dydžio radijo dažnio identifikavimo žymą, nanovamzdinis radijas galėtų būti supakuotas su MEMS pagrindu veikiančiu jutikliu ir švirkščiamas tiesiai į kraują. Aleksas Zettlas , eksperimentinis fizikas iš Kalifornijos universiteto Berklyje, vadovaujantis nanovamzdelių radijo kūrimui. Patekęs į kūną, radijas galėtų užtikrinti belaidį ryšį tarp mažyčių biologinių jutiklių ir išorinio monitoriaus. Tačiau norint tai padaryti, nanovamzdelių radijas turėtų veikti kaip siųstuvas. Šiuo metu jis sukonfigūruotas tik kaip imtuvas, bet Zettl sako, kad ta pati fizika veiktų kaip siųstuvas.
Nanovamzdelių radijas veikia kitaip nei įprastas radijas. Įprasti radijo imtuvai turi keturias pagrindines funkcines dalis: anteną, imtuvą, stiprintuvą ir demoduliatorių. Radijo bangos, krentančios ant radijo antenos, sukuria skirtingų dažnių elektros sroves. Kai kas nors pasirenka radijo stotį, imtuvas išfiltruoja visus dažnius, išskyrus vieną. Tranzistoriai sustiprina signalą, o demoduliatorius, paprastai lygintuvas arba diodas, atskiria duomenis – muziką ar kitą garsą –, kurie buvo užkoduoti nešančioje elektromagnetinėje bangoje.
Zettl komanda visoms šioms funkcijoms naudojo vieną anglies nanovamzdelį. Dėl unikalių elektrinių savybių anglies nanovamzdeliai anksčiau buvo naudojami elektroniniams komponentams, tokiems kaip diodai, tranzistoriai ir lygintuvai, gaminti. Tai buvo apreiškimas, kad visa tai gali būti integruota į tą patį [nanovamzdelį], sako Zettl.
Multimedija
Pamatykite ir išgirskite nanovamzdelių radiją.
Nanovamzdelis auginamas kyšantis iš volframo paviršiaus, kuris veikia kaip neigiamas elektrodas. Anglies nanovamzdelio galas taip pat yra neigiamai įkrautas. Vakuumas atskiria nanovamzdelį nuo teigiamo vario elektrodo. Tyrėjai naudoja išorinę bateriją, kad įjungtų įtampą tarp dviejų elektrodų. Elektronai iššoka iš neigiamo nanovamzdelio galo į teigiamą elektrodą, sukurdami vadinamąją lauko emisijos srovę.
Zettl paaiškina, kad nanovamzdelis neveikia kaip antena įprastine prasme. Tai yra, užuot paėmusi elektromagnetines bangas elektra, ji paima jas mechaniškai. Taip nutinka dėl natūralaus nanovamzdelio rezonanso dažnio. Kai tik jis susiduria su radijo bangomis, atitinkančiomis dažnį, nanovamzdelis pradeda vibruoti kartu su bangomis, efektyviai derindamasis tik prie to radijo signalo. Nanovamzdelio virpesiai keičia lauko emisijos srovę, o mechaniniai virpesiai paverčiami elektriniu signalu. Išorinė baterija maitina lauko spinduliavimo srovę ir sustiprina radijo signalą. Lauko emisija yra natūraliai asimetriška – leidžia srovei tekėti tik viena kryptimi, kaip ir demoduliatoriuose naudojami diodai ir lygintuvai. Taigi nanovamzdelis taip pat veikia kaip demoduliatorius ir aptinka muziką, užkoduotą ant nešiklio bangos.
Norėdami suderinti kitą radijo stotį, mokslininkai keičia nanovamzdelio rezonanso dažnį. Jie tai daro keisdami elektrodams taikomą įtampą. Tai tarsi gitaros stygos derinimas, sako Zettl. Elektrinis laukas traukia nanovamzdelį. Su tuo pačiu nanovamzdeliu tyrėjai gali aprėpti visą FM radijo dažnių juostą.
Cees Dekker , nanovamzdelių tyrinėtojas iš Delfto technologijos universiteto Nyderlanduose, naują radiją vadina patrauklia demonstracija, kad labai paprastus įrenginius galima naudoti kasdieniams [įrankiams]. Jis sako, ar įrenginys naudojamas jutikliams, ar ne, dar reikia pamatyti, tačiau kol kas paprastas demonstravimas yra gera pradžia.