Что такое нанотрубная антенна?

Углеродные нанотрубки представляют собой крошечные цилиндрические углеродные трубки, структура которых подобна крошечной длине графита (мономолекулярного углеродного слоя), свернутого в себя горизонтально и бесшовного уплотнения. Нанотрубки гораздо прочнее по своим объемным свойствам, чем графит, могут быть в 100 раз прочнее стали и в десять раз легче. Химические связи между атомами в нанотрубке похожи на связи в графите, которые являются наиболее сильными в природе. Они обладают множеством интересных свойств - превосходными переносчиками электронов, эффективными проводниками тепла, а также необычайной прочностью и гибкостью.

Одним из многих возможных применений для нанотрубок, который исследуется, является возможность использования нанотрубок. Антенна - это объект, который может улавливать электромагнитные волны и преобразовывать их в электрические сигналы или наоборот. Антенна является наиболее важной частью любого беспроводного устройства передачи или приема - без нее она не может функционировать.

Мы можем увидеть прогресс в развитии антенн, посмотрев на приблизительный размер самого маленького радио. В 1931 году, на заре радио-эры, люди использовали вакуумные радиоприемники. Они помещаются на столе или столе. В 1954 году люди начали использовать транзисторные радиоприемники, которые можно было держать на ладони. В течение многих десятилетий это было примерно так же мало, как радио. В 2002 году произошел экспериментальный шаг вперед с изготовлением радиоприемных датчиков «умной пыли». Это были несколько миллиметров в ширину. Затем, на последнем этапе, в 2007 году, исследователи из Беркли разработали антенну и радиоприемник из углеродных нанотрубок длиной всего в несколько микрометров и шириной в несколько десятков нанометров.

С тех пор, как углеродным нанотрубкам впервые было уделено основное внимание в начале 90-х годов, ученые проводят расчеты о том, как их можно использовать для антенны из нанотрубок. Эти расчеты стали реальностью в начале 2000-х годов, когда ученые создали нанотрубчатые антенны или массивы нанотрубок, которые могли бы служить нанотрубными антеннами для света, микроволн и радио. Изменяя размеры нанотрубок или массивов нанотрубок, исследователи могут создавать антенны, которые улавливают или передают широкий спектр электромагнитных сигналов.

Хотя углеродные нанотрубки еще не были представлены в качестве активных элементов в каких-либо электронных устройствах, антенны нанотрубок могут проникнуть в мобильные телефоны и радиоприемники в ближайшем будущем. Их чрезвычайно малый размер помогает в процессе миниатюризации, а их внутренняя прочность делает их устойчивыми к ударным повреждениям. В более долгосрочной перспективе антенны из нанотрубок могут быть полезны для подачи сигналов распределенным наноботам, возможно, даже медицинским наноботам, бродящим по телу человека.