Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Płynna antena zmienia kształt

Recommended Posts

Powstała płynna antena, która zmienia kształt, a zatem i częstotliwość na jakiej pracuje. Tego typu urządzenia mogą doprowadzić w przyszłości do stworzenia elektroniki, która w odpowiedzi na bodźce zmienia na żądanie swoje funkcje.

Antena jest dziełem uczonych z North Carolina State University i University of Utah.

Jej twórcy wykorzystali przewodzący płynny eutektyczny stop galu i indu o niskiej lepkości, który wstrzyknęli do mikrokanału długości 51 milimetrów. Mikrokanał podzielony jest na cztery zbiorniki. Dwa środkowe są od siebie oddzielone na stałe, podczas gdy każdy z zewnętrznych od sąsiedniego środkowego oddzielają kolumienki, pomiędzy którymi jest wolna przestrzeń. Po wstrzyknięciu do środka metalicznego stopu na jego powierzchni spontanicznie formuje się podobna do membrany warstwa tlenku, która zapobiega zlewaniu się metalu pomiędzy sąsiadującymi ze sobą zbiornikami środkowymi i wewnętrznymi. W takim stanie całość działa na najwyższych częstotliwościach, tworząc krótką dipolową antenę składającą się z metalu w dwóch wewnętrznych zbiornikach. Gdy do jednego jej końca przyłożymy odpowiednie ciśnienie, dojdzie do przełamania warstwy tlenku i metal z jednego z zewnętrznych zbiorników połączy się z metalem z sąsiadującego zbiornika wewnętrznego, tworząc dłuższą, z więc pracującą na niższych częstotliwościach antenę. Przyłożenie ciśnienia do drugiego końca wywoła taki sam efekt, jeszcze bardziej wydłużając antenę, a zatem obniżając częstotliwość z jaką pracuje. Zmiany przebiegają błyskawicznie, w ciągu milisekund.

To nie pierwsza antena o zmiennym kształcie, jednak prostota jej budowy daje temu urządzeniu przewagę nad innymi rozwiązaniami. W tym przypadku do przełączania nie jest potrzebny żaden zewnętrzny mechanizm. Antenę można tak skonfigurować, by przełączenie nastąpiło w ściśle określonych warunkach. Dzięki temu może ona działać jako czujnik.

Obecnie proces przełączenia nie jest odwracalny, co jednak oznacza, że można ją wykorzystać w postaci pasywnego elementu pamięci.

Antenę tę można np. zastosować jako element tagu RFID. Wyobraźmy sobie, że zamówiliśmy jakiś towar pocztą. Jeśli kurier upuścił naszą paczkę, to kształt anteny uległ zmianie, co zostanie wykazane podczas skanowania tagu. W ten sposób RFID spełni rolę czujnika - mówią twórcy anteny.

Obecnie rozpoczynają oni prace nad odwracalnym przełączaniem anteny, co znacznie zwiększy jej możliwości. Pozwoli np. na jej konfigurację tak, by pracowała na tej częstotliwości, na której zachodzi w danym momencie mniej interferencji.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ciekawostka.

Ga-In stosowany jest m.in. w technice MBE (molecular beam epitaxy) do mocowania (przylepiania) plytki podlozowej (wszelkie GaAs itp.) do uchwytu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Uniwersytecie Stanforda powstał bezprzewodowy, niezasilany baterią czujnik do pomiaru przepływu krwi. Ponieważ jest kompaktowy i biodegradowalny, nie musi być usuwany. W razie potrzeby ostrzeże lekarzy, że doszło do zamknięcia światła naczynia.
      Pomiar przepływu krwi jest kluczowy w wielu dziedzinach medycyny, dlatego bezprzewodowy, biodegradowalny czujnik może mieć implikacje m.in. dla chirurgii naczyniowej, rekonstrukcyjnej, kardiochirurgii czy transplantologii - wyjaśnia prof. Paige Fox.
      Amerykanie podkreślają, że monitorowanie wyników operacji angiologicznych jest trudne, gdyż często pierwsze symptomy problemów pojawiają się, gdy jest już za późno. Do tego czasu pacjent potrzebuje kolejnej operacji, która wiąże się z podobnym ryzykiem, co 1. zabieg.
      Dzięki nowemu czujnikowi proces gojenia można monitorować w czasie rzeczywistym, co daje możliwość wcześniejszej interwencji.
      Czujnik owija się ściśle wokół naczynia. Przepływająca krew uciska jego wewnętrzną powierzchnię. Gdy kształt powierzchni się zmienia, wpływa to na zdolność czujnika do magazynowania ładunku elektrycznego. Lekarze mogą to wykryć za pomocą urządzenia przybliżanego do skóry, które komunikuje się z anteną sensora. W przyszłości czytniki można by integrować np. ze smartfonem.
      Na początku naukowcy testowali czujnik, przepompowując powietrze przez rurkę rozmiarów tętnicy. Później chirurg Yukitoshi Kaizawa wszczepił sensor wokół naczynia szczura. Okazało się, czujnik z powodzeniem przekazywał dane na temat przepływu krwi do bezprzewodowego czytnika. Na razie Amerykanów interesowało wykrywanie całkowitego zamknięcia światła naczynia, ale istnieją wskazówki, że przyszłe wersje sensora będą potrafiły identyfikować bardziej subtelne fluktuacje przepływu krwi.
      Czujnik jest bezprzewodową wersją technologii opracowanej przez inżyniera chemika Zhenana Bao z myślą o protezach zapewniających wrażenia dotykowe. By można było myśleć o monitoringu przepływu krwi, zespół z Uniwersytetu Stanforda musiał zmodyfikować istniejące materiały z czujników, tak by z jednej strony były one wrażliwe na pulsowanie krwi, a z drugiej pozostawały na tyle sztywne, by zachowywać kształt. Trzeba też było przesunąć antenę do miejsca, gdzie będzie bezpieczna i odseparowana od pulsowania krwi. Oprócz tego kondensator musiał się nadawać do owijania wokół naczynia.
      To bardzo ekscytujący projekt, który wymagał wielu rund eksperymentów i przeprojektowywania - podsumowuje dr Levent Beker.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pysk ryb pił jest wyciągnięty w tzw. rostrum. Okazuje się, że to broń typu wszystko w jednym, bo nie tylko pozwala wyczuć ofiarę, ale i po zamachach wykonywanych na boki z imponującą prędkością zmienia się w widelec - kąsek nabija się bowiem na zęby.
      Wcześniej biolodzy wiedzieli, że ryby piły reagują na pole elektryczne ofiar. Na rostrum znajdują się tysiące elektroreceptorów, dodatkowo kanaliki w pokrywającej je skórze pozwalają wykryć ruch wody. Teraz australijsko-amerykańskiemu zespołowi udało się sfilmować te krytycznie zagrożone wyginięciem zwierzęta w akcji, co rozwiało wątpliwości dotyczące szczegółów działania piły.
      Barbara Wueringer z University of Queensland podkreśla, że była bardzo zaskoczona, widząc biegłość, z jaką ryby piły posługują się swoim "oprzyrządowaniem". Wystarczy powiedzieć, że poruszają rostrum z prędkością kilku wymachów na sekundę.
      Osobnikom sfilmowanym dzięki ukrytym kamerom podawano kawałki tuńczyków i kiełbi. Pchnięcia były niekiedy wystarczająco silne, by przepołowić rybne bloki. Wyszło też na jaw, że rostrum świetnie się nadaje do przyszpilania upolowanych kąsków do dna.
      W ramach najnowszego studium akademicy obserwowali, jak niedawno schwytane piły słodkowodne (Pristis microdon) nabijały "ofiarę", reagując na słabe pole elektryczne wody i dna, które miało przypominać to charakterystyczne dla żywych zwierząt.
      Fakt, że ryby piły poruszają się w kolumnie wody, by ściągnąć stamtąd ofiary, świadczy, że są bardziej aktywnymi myśliwymi niż dotąd sądzono. Kiedyś rostrum postrzegano jako pogrzebacz do przekopywania osadów dennych. Teraz okazało się, że mamy raczej do czynienia z, jak to ujmuje Wueringer, anteną połączoną z bronią. Rostra występujące u innych ryb spełniają albo funkcję wykrywacza, albo broni. U żaglicowatych pozwalają ogłuszać ofiary, natomiast wiosłonosowate wykorzystują rozmieszczone tam receptory do wyczuwania i nakierowywania się na pole elektryczne planktonu.
      Ryby piły nie kopią co prawda w dnie, ale przesuwają po nim rzędy zębów. Wg naukowców, zajmują się wtedy ostrzeniem. Ich zachowanie porównywano z rochowatymi, które mają z rybami piłami wspólnego przodka, ale nie wykształciły piły.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po co komu wiedzieć, jak wygląda rozkład włosów w kucyku? Czy chodzi o coś więcej niż estetyka? Okazuje się, że tak i naukowcy z Uniwersytetów w Cambridge i Warwick, którym ostatnio udało się wytłumaczyć kształt kitki, podkreślają, że wyniki znajdą zastosowanie w przemyśle tekstylnym, animacji komputerowej czy kosmetykach do włosów.
      W artykule opublikowanym na łamach Physical Review Letters Brytyjczycy przedstawili równanie kształtu kucyka (Ponytail Shape Equation). Uwzględnili w nim różne zmienne, w tym sztywność włosów, wpływ grawitacji oraz obecności losowych skrętów i fal. Razem z zaprezentowaną przez zespół liczbą Roszpunki pozwalają one przewidzieć kształt dowolnego kucyka (Roszpunka, niem. Rapunzel, to bohaterka baśni braci Grimm, która w wieku 12 lat została zamknięta w wieży; by spotkać się z odwiedzającym ją co wieczór księciem, spuszczała z okna warkocz).
      Naukowcy wyjaśnili, w jaki sposób pod wpływem zewnętrznego ciśnienia, które stanowi wynik zderzania między poszczególnymi włosami, kitka zwiększa swoją objętość. To niesamowicie proste równanie. [...] Nasze odkrycia można wykorzystać do rozwiązania problemów frapujących naukowców i artystów od czasów Leonarda da Vinci, który przed 500 laty zauważył przypominającą ciecze "opływowość" włosów - podkreśla prof. Raymond Goldstein z Cambridge.
      Liczba Roszpunki to stosunek potrzebny do wyliczenia wpływu grawitacji na włosy w zależności od ich długości. Określa, czy kucyk wygląda jak wachlarz, czy raczej wygina się w łuk i na dole jest prawie pionowy. Meandrowanie jest skutkiem zarówno oddziaływań między włosami, jak i pofalowania powstającego podczas wzrostu (różnego u przedstawicieli różnych grup etnicznych). Ulega ono zmianie pod wpływem sił mechanicznych, termicznych i chemicznych.Na potrzeby wyliczeń Brytyjczycy przyjęli, że typowy ludzki włos ma eliptyczny przekrój, a przeciętna gęstość włosów to ok. 1,3 g/cm3. Chociaż ich wewnętrzna mikrostruktura jest złożona, moduły wygięcia i skrętu są podobne jak w nieściśliwym homogenicznym materiale przypominającym nylon. Podczas eksperymentów kształt poszczególnych włosów określano za pomocą obrazowania stereoskopowego o wysokiej rozdzielczości.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Microsoft nie ustaje w pracach nad czujnikiem Kinect. Od dłuższego już czasu wiadomo, że urządzenie, które pozwala na sterowanie komputerem za pomocą ruchów rąk czy ciała, będzie dostępne na pecety. Okazuje się jednak, że to nie wszystko. Reporterzy serwisu The Daily wydzieli urządzenia, które wyglądały jak netbooki firmy Asus z systemem Windows 8 oraz wbudowanym Kinectem. W listwie nad wyświetlaczem umieszczono czujniki Kinecta.
      Przedstawiciel Microsoftu potwierdził, że to oficjalne prototypy komputerów przenośnych ze zintegrowanym Kinectem.
      Najprawdopodobniej Microsoft będzie licencjonował swoją technologię producentom notebooków. Ponadto, jak wiadomo, koncern postanowił wydać Software Development Kit dla Kinecta, zatem nie tylko jego pracownicy będą tworzyli oprogramowanie i nie tylko od ich pomysłowości będzie zależało, do czego czujnik będzie wykorzystywany. Bardzo prawdopodobne, że w najbliższym czasie w sklepach pojawią się np. telewizory z Kinectem, dzięki czemu będziemy mogli przełączać kanały czy regulować głośność bez potrzeby używania pilota.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Takie rozwiązanie to marzenie wielu lekarzy i laborantów: mikroigły, w których pustym wnętrzu znajdują się różne elektrochemiczne czujniki. W ten sposób można na bieżąco monitorować przez dłuższy czas chemię całego organizmu, w tym poziom cukru.
      Wewnątrz mikroigieł umieściliśmy kanaliki z szeregiem elektrochemicznych czujników, które można wykorzystać do wykrywania specyficznych cząsteczek albo wartości pH - wyjaśnia dr Roger Narayan z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej.
      Stosowane obecnie technologie bazują na pobieraniu próbek i badaniu ich. Tutaj badanie ma charakter ciągły, pozwalając np. na monitorowanie poziomu cukru we krwi diabetyka. Jak opowiada Narayan, w mikroigłach przynamniej jeden z wymiarów nie przekracza 1 milimetra.
      Pomysł jest taki, by dostosowane do indywidualnych potrzeb macierze czujników mikroigłowych wmontowywać w urządzenia przenośne, np. zegarki, znajdując dzięki temu odpowiedź na specyficzne pytania medyczne lub badawcze. Warto też zaznaczyć, że mikroigły są bezbolesne.
      Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej, Sandia National Laboratories i Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego zbudowali na próbę mikroigłę z umieszczonymi wewnątrz czujnikami do pomiaru pH, glukozy i kwasu mlekowego (zastosowano detekcję amperometryczną). Z tym ostatnim wiążą sportowe nadzieje, wspominając, że za jego pomocą dałoby się określić stężenie metabolitu w mięśniach nie przed lub po wysiłku, ale w jego trakcie.
      Kiedy w ramach eksperymentu akademicy zmodyfikowali materiał za pomocą komórkoopornej powłoki (Lipidure), zahamowano przyleganie makrofagów. W ciągu 48 godzin nie doszło do rozwarstwienia powłoki.
×
×
  • Create New...