декември 3, 2024

Инженери изплетоха пуловери, които работят като една голяма антена

Инженерите от Колумбийския университет представиха уникална технология за създаване на антени, която позволява те да се добавят към текстил, включително от тях да се плетат пуловери. Пуловерите-антени ще бъдат полезни за спасителите, пътниците и учените, които работят на отдалечени места. А освен това е и удобно: не е необходимо да се носят допълнителни устройства – цялата технология вече е вградена направо в плата. Продуктите с антени са леки, огъващи се и дори издържат на многократно пране, така че могат да се използват като обикновени дрехи.

За да изработят тези антени, учените са използвали техниката float-jacquard, която дава възможност за комбиниране на няколко вида прежди в един продукт. Металните нишки осигуряват проводимост, докато диелектричните нишки служат за изолация. Това позволява създаването на сложните модели, необходими за антените. В производствения процес се използват стандартни плетачни машини, което прави технологията достъпна за масово приложение.

Създаването на един квадратен метър текстилна метаповърхност отнема само 45 минути. Готовите продукти са не само леки и гъвкави, но и издържат на многократно пране и разтягане, което ги прави практични в ежедневието. Разработчиците отбелязват, че използването на достъпни материали и традиционни производствени методи намалява разходите за производство на тези антени.

Прототипите на антените успешно работят като приемници и предаватели на сигнали. В експерименти изследователите доказаха ефективността им за комуникация на големи разстояния.

Метаповърхностите могат да се използват като алтернатива на обемистите устройства, което е особено важно за спасителните операции, военните задачи или комуникацията в отдалечени региони.

На следващ етап учените планират да проучат нови техники за плетене, за да интегрират в тъканта не само антени, но и електронни схеми и механични елементи. Това ще направи възможно създаването на многофункционални материали, които биха могли да бъдат полезни за сателитните комуникации и други високотехнологични приложения.

Мащабируемостта на техниката за плетене дава възможност да се произвеждат големи антени с голям коефициент на усилване. Това открива перспективи за създаването на мощни устройства, способни да осигуряват сателитни комуникации или да служат като основа за глобални телекомуникационни системи.

Доказано е, че текстилните антени са устойчиви на външни въздействия и запазват свойствата си след многобройни експлоатационни цикли. Според ръководителя на изследването Нанфанг Ю, метаповърхностите, вградени в тъканта, осигуряват евтина, лека и гъвкава алтернатива на традиционните антени.

Като пример изследователите посочват, че такива антени могат да се използват за създаване на облекло с вградена свързаност, което може да бъде полезно за експедиции, научни изследвания и военни мисии. Освен това тези устройства биха могли да се превърнат в основа за интелигентно облекло, интегрирано със системи за интернет на нещата.

Разработването на текстилните антени е само началото. Изследователите планират да интегрират в тъканта по-сложни елементи, включително сензори и модули за управление.

source

Сподели: