Искусство бумажного моделирования открывает новые горизонты в электронике
Удивительное слияние традиционного японского искусства и современных технологий произошло благодаря усилиям международной группы ученых из США и Канады. Они успешно применили технику киригами — японское искусство создания трехмерных объектов из бумаги — для разработки инновационного типа антенн. Это захватывающее исследование открывает новые перспективы в области электроники и коммуникаций.
Киригами, являясь разновидностью всемирно известной техники оригами, отличается тем, что позволяет не только складывать, но и разрезать бумагу, создавая тем самым более сложные и замысловатые формы. Именно эта особенность вдохновила ученых на создание уникальных микроволновых антенн.
Инновационные антенны были изготовлены из ацетатных листов, покрытых проводящим составом Mxene, созданным на основе карбида титана. Результатом стала впечатляющая трехмерная конструкция, обладающая удивительной способностью регулировать частоту передачи сигнала путем простого растягивания и сжатия.
Механизм работы этих уникальных антенн поражает своей элегантностью: при натяжении краев листа, массив квадратных резонаторных антенн выдвигается из двумерной поверхности, образуя трехмерную структуру. Изменение степени натяжения позволяет регулировать угол массива, что открывает возможности для быстрой и эффективной настройки конфигурации связи между антеннами.
Эффективность антенн-киригами была подтверждена в ходе испытаний. Они продемонстрировали отличные результаты при передаче сигналов в трех широко используемых диапазонах микроволновых частот: 2-4 ГГц, 4-8 ГГц и 8-12 ГГц. Это делает их перспективными для применения в различных областях современных коммуникаций.
По сравнению с традиционными микроволновыми антеннами, которые требуют либо сложных электронных схем для перенастройки, либо физического изменения формы, антенны-киригами предлагают более простое и элегантное решение. Они позволяют избежать увеличения сложности и громоздкости устройства, а также снижают риск возникновения сбоев.
Ученые с оптимизмом смотрят на перспективы применения своей разработки. Благодаря легкости, гибкости и прочности, антенны-киригами могут найти широкое применение в робототехнике и аэрокосмической промышленности, открывая новые возможности для создания более эффективных и надежных компонентов.
Это исследование является ярким примером того, как традиционные искусства могут вдохновлять на создание инновационных технологических решений. Ранее ученые уже демонстрировали потенциал техники киригами, создав функциональный механический «компьютер» и бумажные кубики. Теперь же эта древняя японская техника нашла применение в передовых коммуникационных технологиях, еще раз доказывая, что синтез традиций и инноваций может привести к поистине революционным открытиям.
Источник:www.gazeta.ru