ナノチューブアンテナとは何ですか？

カーボンナノチューブは、小さな円筒形のカーボンチューブであり、その構造は、グラファイト（単分子炭素層）が水平に巻かれてシームレスに密閉された、小さな長さのグラファイトのようなものです。 バルク特性はグラファイトよりもはるかに強いため、ナノチューブはスチールの100倍、10倍の軽量化が可能です。 ナノチューブ内の原子間の化学結合は、グラファイト内の結合に似ており、これは性質が最も強いものです。 それらには、優れた電子輸送体、効率的な熱伝導体、並外れた強度と柔軟性など、さまざまな興味深い特性があります。

研究されているナノチューブの多くの可能な用途のうちの1つは、ナノチューブアンテナの可能性です。 アンテナは、電磁波を拾って電気信号に変換したり、電磁波を電気信号に変換したりできるオブジェクトです。 アンテナは、ワイヤレス送信または受信デバイスの最も重要な部分です-アンテナがないと機能しません。

最小の無線機のおおよそのサイズを見ると、アンテナの開発の進展を見ることができます。 1931年、ラジオ時代の夜明け近く、人々は真空管ラジオを使用しました。 これらは机やテーブルに収まります。 1954年、人々はトランジスタラジオを使い始めました。これは手のひらに収めることができます。 何十年もの間、これはラジオと同じくらい小さいものでした。 2002年に、無線受信「スマートダスト」センサーの製造で実験的な前進が起こりました。 これらは数ミリメートルの幅でした。 その後、2007年の最後のステップとして、バークレーの研究者は、長さわずか1メートル、幅数十ナノメートルのカーボンナノチューブアンテナとラジオを開発しました。

90年代前半にカーボンナノチューブが最初に大きな注目を集めて以来、科学者たちは、カーボンアンテナにカーボンナノチューブを使用する方法について計算を行ってきました。 これらの計算は、科学者が光、マイクロ波、ラジオのナノチューブアンテナとして機能できるナノチューブアンテナまたはナノチューブアレイを作成した2000年代初頭に実現しました。 ナノチューブまたはナノチューブアレイの寸法を変更することにより、研究者はさまざまな電磁信号を受信または送信するアンテナを作成できます。

カーボンナノチューブはまだ電子デバイスのアクティブな要素として導入されていませんが、ナノチューブアンテナは近い将来に携帯電話やラジオに使用される可能性があります。 それらの非常に小さなサイズは小型化プロセスに役立ち、その固有の強度により衝撃損傷に対する耐性があります。 長期的には、ナノチューブアンテナは、分散型ナノボット、おそらくは人体をローミングしている医療用ナノボットに信号を送るのに役立つ可能性があります。