211service.com
Pasaulē mazākais radio
Pētnieki ir izveidojuši pasaulē mazāko radio no oglekļa nanocaurules. Nanocaurule, kas novietota starp diviem elektrodiem, apvieno visu galveno radio elektrisko komponentu, tostarp uztvērēja un pastiprinātāja, lomu. Tas var noskaņoties uz radio signālu un atskaņot audio caur ārējo skaļruni.
Labas vibrācijas: Viena oglekļa nanocaurule var noskaņoties radio signālam, to pastiprināt un demodulēt, lai audio kodētu nesēja radioviļņu. Nanocaurule sāk vibrēt (pa kreisi) atbilstoši radio signālam, ja signālam ir tāda pati frekvence kā nanocaurules dabiskās rezonanses frekvence. Nanocauruļu radio izstrādātāji laboratorijā pārraidīja dziesmas, tostarp dziesmas Good Vibrations no Beach Boys un Largo no Hendeļa operas Xerxes, un varēja tās noskaņoties un klausīties, izmantojot nanocaurules radio.
Lai gan radio praktiskā pielietošana ir neskaidra, to varētu izmantot bioloģiskajos un vides sensoros. Pētnieki tagad izstrādā mikroelektromehāniskos (MEMS) sensorus, lai izmērītu cukura līmeni asinīs vai vēža marķierus organismā. Tā vietā, lai pētnieki izmantotu zīmoga izmēra radiofrekvences identifikācijas tagu, nanocaurules radio varētu iepakot ar sensoru, kura pamatā ir MEMS, un injicēt tieši asinsritē, saka. Alekss Zetls , eksperimentālais fiziķis Kalifornijas Universitātē Bērklijā, kurš vada nanocauruļu radio izstrādi. Kad radio nokļūst ķermenī, tas varētu nodrošināt bezvadu saziņu starp mazajiem bioloģiskajiem sensoriem un ārējo monitoru. Tomēr, lai to izdarītu, nanocaurules radio būtu jādarbojas kā raidītājam. Pašlaik tas ir konfigurēts tikai kā uztvērējs, bet Zettl saka, ka tā pati fizika darbotos kā raidītājs.
Nanocauruļu radio darbojas savādāk nekā parastais radio. Tradicionālajiem radioaparātiem ir četras galvenās funkcionālās daļas: antena, uztvērējs, pastiprinātājs un demodulators. Radioviļņi, kas krīt uz radio antenas, rada elektriskās strāvas dažādās frekvencēs. Kad kāds izvēlas radiostaciju, uztvērējs filtrē visas frekvences, izņemot vienu. Tranzistori pastiprina signālu, savukārt demodulators, parasti taisngriezis vai diode, atdala datus — mūziku vai citu audio —, kas ir kodēti uz nesēja elektromagnētiskā viļņa.
Zettl komanda visām šīm funkcijām izmantoja vienu oglekļa nanocauruli. To unikālo elektrisko īpašību dēļ oglekļa nanocaurules iepriekš tika izmantotas elektronisku komponentu, piemēram, diožu, tranzistoru un taisngriežu, ražošanai. Tā bija atklāsme, ka to visu var iebūvēt tajā pašā [nanocaurulē], saka Zettls.
Multivide
Skatiet un dzirdiet nanocauruļu radio.
Nanocaurule tiek audzēta, izceļoties no volframa virsmas, kas darbojas kā negatīvs elektrods. Arī oglekļa nanocaurules gals ir negatīvi uzlādēts. Vakuums atdala nanocauruli no pozitīva vara elektroda. Pētnieki izmanto ārēju akumulatoru, lai pieliktu spriegumu starp diviem elektrodiem. Elektroni izlec no negatīvā nanocaurules gala uz pozitīvo elektrodu, radot tā saukto lauka emisijas strāvu.
Zettls skaidro, ka nanocaurule nedarbojas kā antena parastajā izpratnē. Tas ir, tā vietā, lai elektriski uztvertu elektromagnētiskos viļņus, tas uztver tos mehāniski. Tas notiek nanocaurules dabiskās rezonanses frekvences dēļ. Tiklīdz tā saskaras ar radioviļņiem, kas atbilst frekvencei, nanocaurule sāk vibrēt kopā ar viļņiem, efektīvi noskaņojot tikai šo radio signālu. Nanocaurules vibrācijas maina lauka emisijas strāvu, un mehāniskās vibrācijas tiek pārveidotas par elektrisku signālu. Ārējais akumulators nodrošina lauka emisijas strāvu un pastiprina radio signālu. Lauka emisija ir dabiski asimetriska - tā ļauj strāvai plūst tikai vienā virzienā, tāpat kā demodulatoros izmantotās diodes un taisngrieži. Tātad nanocaurule darbojas arī kā demodulators un nosaka mūziku, kas kodēta uz nesēja viļņa.
Lai noskaņotos uz citu radio staciju, pētnieki maina nanocaurules rezonanses frekvenci. Viņi to dara, mainot elektrodiem pievadīto spriegumu. Tas ir kā ģitāras stīgas noregulēšana, saka Zetls. Elektriskais lauks velk nanocauruli. Ar to pašu nanocauruli pētnieki var aptvert visu FM radio joslu.
Cees Dekker , nanocauruļu pētnieks Delftas Tehnoloģiju universitātē Nīderlandē, jauno radio sauc par pievilcīgu demonstrāciju, ka ļoti vienkāršas ierīces var izmantot ikdienā [rīki]. Viņš saka, ka tas, vai ierīce tiek izmantota sensoriem, joprojām ir redzams, taču pagaidām vienkārša demonstrācija ir labs sākums.