Che cos'è un'antenna nanotube?

I nanotubi di carbonio sono minuscoli tubi cilindrici di carbonio la cui struttura è come una minuscola lunghezza di grafite (strato di carbonio monomolecolare) arrotolata su se stessa in orizzontale e sigillata senza soluzione di continuità. Molto più forte nelle sue proprietà di massa rispetto alla grafite, i nanotubi possono essere 100 volte più forti dell'acciaio e dieci volte più leggeri. I legami chimici tra gli atomi in un nanotubo sono simili ai legami nella grafite, che sono i più forti in natura. Hanno una varietà di proprietà interessanti: eccellenti trasportatori di elettroni, efficienti conduttori di calore e straordinaria resistenza e flessibilità.

Una delle molte possibili applicazioni per i nanotubi oggetto di ricerca è la possibilità di un'antenna a nanotubi. Un'antenna è un oggetto che può raccogliere le onde elettromagnetiche e convertirle in segnali elettrici o viceversa. L'antenna è la parte più cruciale di qualsiasi dispositivo di trasmissione o ricezione wireless - senza uno, non può funzionare.

Possiamo vedere i progressi nello sviluppo di antenne osservando la dimensione approssimativa della radio più piccola. Nel 1931, vicino all'alba dell'era radiofonica, la gente usava le radio a valvole a vuoto. Si adattano su una scrivania o un tavolo. Nel 1954, le persone iniziarono a usare le radio a transistor, che potevano essere tenute nel palmo della tua mano. Per molti decenni, questo era piccolo quanto le radio. Nel 2002, si è verificato un passo avanti sperimentale con la fabbricazione di sensori "smart dust" con ricezione radio. Questi erano larghi pochi millimetri. Quindi, l'ultimo passo, nel 2007, i ricercatori di Berkeley hanno sviluppato l'antenna e la radio in nanotubi di carbonio, lunghe solo un micrometro e larghe alcune decine di nanometri.

Sin da quando i nanotubi di carbonio hanno ricevuto la massima attenzione nei primi anni '90, gli scienziati hanno fatto calcoli su come potrebbero essere utilizzati per un'antenna a nanotubi. Questi calcoli sono diventati realtà nei primi anni 2000, quando gli scienziati hanno realizzato antenne di nanotubi o array di nanotubi che potevano fungere da antenna di nanotubi per luce, microonde e radio. Modificando le dimensioni degli array di nanotubi o nanotubi, i ricercatori possono realizzare antenne che raccolgono o trasmettono un'ampia varietà di segnali elettromagnetici.

Sebbene i nanotubi di carbonio non siano ancora stati introdotti come elementi attivi in ​​alcun dispositivo elettronico, le antenne dei nanotubi potrebbero trovare la loro strada nei telefoni cellulari e nelle radio nel prossimo futuro. Le loro dimensioni estremamente ridotte aiutano insieme al processo di miniaturizzazione e la loro forza intrinseca li rende resistenti ai danni da shock. A più lungo termine, le antenne dei nanotubi potrebbero essere utili per dare segnali ai nanobot distribuiti, forse anche ai nanobot medici che vagano per il corpo umano.