راديونانوي
|
جزء من سلسلة منطقات عن |
|
إلكترونيات الجزيء الواحد |
|
الإلكترونيات النانوية للحالة الصلبة |
|
مقاربات أخرى |
|
انظر أيضاً |
يعد الراديوالنانوي جهاز إستقبال أوإرسال راديوطور على المقياس النانوى نانومتر مقياس.وفى الوقت الحالى طورت فقط المستقبلات وهجريبها يدور حول الأنابيب النانوية الكربونية. وأول تلك الأدوات , تم الإعلان عن التوصل اليه في أكتوبر 2007 بواسطة فريق يرأسه الفيزيائى أليكس زتل.
الأنابيب النانوية , قطرها يقاربعشرة نانومترات وعدة مئات من النانومترات في الطول , وهى مركبة داخل حيز مفرغ من الهواء وأحد أطرافها متصل بقطب كهربى لبطارية.والطرف الآخر موضوع بالقرب من أنبوب نانوى,وعندما يشحن الأنبوب , يفترض أن يهتز ويتذبذب بموجه مع أى إشارة كهرومغناطيسية خارجية , ويعمل بكفاءة كهوائى هوائى. إشارة التردد الإهتزازى المفضلة يمكن التحكم فيها بتغيير التيار الواصل من المصدر(البطارية) الذى يسمح بتنغيم أوتوليف نغمة جهاز الى الترددالحامل مختلفة . المجال الإنبعاث الإليكترونى التأثير يسبب سريان تيار كإليكترونات النفق خلال الفجوة بين الأنبوب والإليكترود الثانى .هذا التيار يمثل النوع مضخم من إشارة الراديو ; ولا يعد demodulation ضروريا.
الأنابيب النانوية
الأنابيب النانونية الكربونية هى تتكون من أنابيب جوفاء الجزيء منها 10،000 مرة أصغر من شعرة الإنسان -يمكنها حتى تؤدى جميع المهام الرئيسية لجهاز إستقبال إذاعى (راديو) إذا تم وصله بعدة معدات بسيطة , وقد أظهرت دراسة جديدة أنه مجرد أنبوب سهل عرضه عشر ذرات من الكربون وكان طوله بضع مئات فقط من مقياس النانومتر.
أليكس زيتل ورفقاؤه في جامعة كاليفورنيا في بيركلي أظهروا حتى الأنابيب النانوية يمكن حتى تعمل كهوائى وتلتقط إشارات الراديومن الهواء.
الإختبارات
فى التجارب, تم وصل الأنبوب النانوى الى سلك نحاسى وتم وضعه داخل كبسولة صغيرة مفرغة من الهواء .
ووجد الباحثون حتى نفس ذلك الأنبوب النانوى يمكن حتى يعمل كموالف , ويلتقط محطة محددة من AM وFM ويستطيع أيضا تضخيم الإشارة.
وفى النهاية, فإن الأنبوب يمكنه حتى يحول المعلومات من الإشارة الى تيار كهربى مثل التيار الذى يسرى خلال سلك الطاقة الى جهاز الكمبيوتر الخاص بك , إلى غير ذلك نستطيع سماع الصوت خلال مكبر الصوت أوسماعات الأذن . ويقول "زيتل" الإنجازالحقيقي هوحتى واحدة من الأنابيب النانوية تعمل جميع هذه الأمور, .
تلك الأبحاث نشرت في دورية نانوليترز فيخمسة نوفمبر 2007.
إلتقاط الإشارة
إستطاعت مجموعات درس حتى تصنع أنابيب نانوية التى تستطيع حتى تنجز واحدة أوأكثر من تلك المهام وقد صرح زيتل بذلك.
"ولكننا لسنا على يقين من كيفية دمج جميع ذلك في كيان واحد," , أضاف زيتل.
وكانت المستوى الرئيسية في الإكتشافأن الأنابيب النانوية يصدر منها إهتزازات عندما تلتقط إشارة راديوية.
الباحثون يمكنهم حينئذ الموالفة بدقة بالغة المحطات الإذاعية, بواسطة إمرار التيار الكهربى خلال سلك من النحاس بجوار الأنبوب النانوى , جاعلين الأمر صعبا للأنابيبب الجزيئية حتى تتذبذب أوتهتز
"إنها مثل وتر الجيتار, يقول "زيتل". عندما تجذب الوتر, فإنة يصدر نغمة وعندما تشد الوتر أوترخيه , فإنه يصدر أعلى أوأخفض."
من AM الى FM
لعمل توليف سريع, ولتغيير الأنبوب النانوى الذى يلتقط محطة AM الى أخرى التى تلتقط إشارة FM —فإن الباحثين كان عليهم حتى يجعلوا الأنبوب النانوى أقصر.
عملوا ذلك عن طريق دفع الكثير من الطاقة الكهربائية عن طريق الأنابيب ، مما جعل من ذرات الكربون تتوقف عن دفع الإليكترونات عبر الحافة.
حدثا جعلت الأنابيب النانوية أقصر, حدثا كان تردد إهتزازها أسرع, ملتقطة مجالا متغيرا أومختلفا من مجالات التردد.
"نحن نستطيع حتى نغطى جميع المجال من FM أو AM ,لكن ليس بأنبوب نانوى واحد," يقول زيتل.
الباحثون إستقبلوا أول إرسال إذاعى FM العام الماضى: Derek & The Dominos' "Layla" و Beach Boys' "Good Vibrations" تم إرسالها خلال الغرفة .
إبتكار راديوالأنابيب النانوية
ونطق بروس كرامر هذه الانطلاقة هي مثال ممتاز على الكيفية الفريدة للسلوك المتميز للمادة في هذه المسألة لعالم النانوالتى تمكن التكنولوجيات الجديدة من البروز، ، وهومن كبار المستشارين للهندسة في المؤسسة الوطنية للعلوم , وهوالذى ساهم في دعم مشروع الراديوالنانوى.
مجموعات بحثية أخرى أيضا تعمل بحماس على هذاالطريق من درب راديوالأنابيب النانوية. من ضمن الأبحاث التي من المقرر حتى تصدر عنها نتائج قريبا ، جون روجرز وزملاؤه في جامعة ايلينوي في أوربانا - الشامبين , قدمت مجموعة من ستة من الأنابيب النانومترية الكربونية التى يمكنها مجتمعة من أداء جميع وظائف الراديو.
فى حين حتى الراديوالنانوى الذى إبتكره زيتل, يحتاج الى بعض التضخيم , الذى يمكنه من بعث إشارة قوية الى الميكروفونات أوسماعات الأذن ويقول روجرز بهذا التجهيز يفترض أنقد يكون بإمكاننا القول, "بأن السماعات يفترض أن يتم إيصالها بأداة نانوية." فإن الأنابيب النانوية الراديوية يمكن أيضا حتى تعمل مع أجهزة استشعار صغيرة في بيئة مراقبة نوعية الهواء والمياه ، يقول زيتل. (أخبار ذات صلة (Related news: "أدوات إستشعار ذكية للغبار يمكن إستتخدامهافى الكشوف الايكولوجية" [November 14, 2006].)
"إذا إمتلكنا مجسات تجمع وتوصل المعلومات فإنها تصبح قوة مكثفة," يقول زيتل. لكن مع الراديوالنانوى , يمكن ان يقلص الى حد كبير كمية الطاقة المطلوبة.
ولهذه التطبيقات, فإن الأنابيب النانوية لن تكون فقط قادرة على إلتقاط إشارات راديوية, ولكن أيضا يفترض أن تقدر على إرسالها.
هذا وتعمل على نفس المبادئ الفيزيائية, يقول زيتل, حتى الباحثون "يمكنهم إعادة الضبط لكى يعمل الجهاز للبث الإذاعى".
ولأغلب تلك التطبيقات, فأن راديوالأنابيب النانوية أيضا في حاجة إلى مصدر للطاقة, مثل البطاريات المتقلصة الحجم أيضا, أضاف زيتل .
المصادر
- ^ بوليس, كيفين (2008-02-25). "TR10: NanoRadio". تيكنولوچي ريڤيو. Cambridge: MIT Technology Review, Inc. Retrieved 2008-02-27.
- ^ أنبوب نانوى واحد يصنع أصغر راديوفي العالم, Berkeley News Release, 31 October 2007
- ^ K. Jensen, J. Weldon, H. Garcia, A. Zettl. Nanotube Radio, Nano Letters,سبعة (11), 3508 -3511, 2007
نطقب:Radio-comm-stub
