طراحی نانوآنتنی از شبکه‌های گرافنی

[sevda_sj]

کد خبر: 92111006760





محققان موسسه فناوری جورجیا نشان دادند که با ایجاد شبکه‌ای میان چندین ورقه گرافنی می‌توان نانوآنتنی تولید کرد که در فرکانس‌های پایین‌تر از تراهرتز کار کند.


به گزارش سرویس فناوری ایسنا، شبکه‌ای از ماشین‌های نانومقیاس دارای پتانسیل‌های متعددی در پزشکی، صنایع دفاعی و حفاظت از محیط‌ زیست است؛ اما مشکلی که در این بین وجود دارد آن است که ظرفیت آنتن‌های نانومقیاس که با ترکیبات فلزی ساخته می‌شود، محدود است.

به نوشته سایت نانو، با آنتن‌هایی که از مس ساخته شده، نمی‌توان با توان بسیار پایین موجود در نانوماشین‌ها ارتباط ایجاد کرد. اما گرافن دارای خواص منحصر به فردی است که از آن می‌توان برای حل این مشکل استفاده کرد.

پیش از این نانوآنتن‌هایی از جنس گرافن ساخته شده بود، اما پژوهشگران می‌گویند که مدل‌سازی و شبیه‌سازی آنها نشان می‌دهد که شبکه‌ای از لایه‌های گرافن می‌تواند به‌ عنوان جایگزینی برای نانوآنتن‌های فلزی باشد.

«یان اکیلدیز» از موسسه فناوری جورجیا می‌گوید: ما به دنبال استفاده از حرکت الکترون در سطح گرافن هستیم تا در نهایت نانوآنتنی بسازیم که بتواند در فرکانسی پایین‌تر از آنتن‌های فلزی کلاسیک کار کند. این کار اولین گام به سوی استفاده از گرافن در مخابرات است.

نتایج این پژوهش در نشریه IEEE Journal of Selected Areas in Communications به چاپ رسیده است. در این مقاله محققان توضیحاتی درباره دستورالعمل لازم برای ایجاد ارتباط میان نانوآنتن‌ها ارائه کرده‌اند.

آنتن‌های فلزی در مقیاس میکرو در فرکانس‌های بالاتر از صد تراهرتز کار می‌کنند. مشکل این آنتن‌ها نیاز به انرژی بالا در آنها است؛ مقداری که برای نانوماشین قابل تامین نیست.

در صورتی که فرکانس به کمتر از محدوده تراهرتز برسد، مقدار انرژی مورد نیاز در آنها کاهش می‌یابد. فلزاتی نظیر مس نمی‌توانند در این محدوده فرکانس کار کنند؛ طلا، نقره و فلزات نجیب می‌توانند در محدوده زیر تراهرتز کار کنند اما فرکانس کار آنها بالاتر از گرافن است. بنابراین ساخت نانوآنتن با استفاده از گرافن بسیار محتمل‌تر است. مصرف انرژی این نانوآنتن‌ نسبت به نانوآنتن‌های فلزی بسیار کمتر است.

یکی از محققان این پروژه می‌گوید: ما توانستیم نانوآنتنی از جنس گرافن تولید کنیم که فرکانس کار آنها 200 برابر کمتر و توان مورد نیاز آن ده‌هزار برابر کمتر از آنتن‌های رایج است. ما معتقدیم که با کاهش مصرف انرژی امکان استفاده از نانوماشین‌ها در بخش مخابرات امکان‌پذیر باشد. هر یک از اجزای این نانوماشین در مقیاس نانو است، اما در مجموع ابعاد آن به چند میکرون می‌رسد.