Инженеры связали свитера, которые работают как одна большая антенна
Инженеры Колумбийского университета представили уникальную технологию создания антенн, позволяющую добавлять их в текстиль, в том числе в свитера. Свитера-антенны пригодятся спасателям, путешественникам и ученым, работающим в труднодоступных местах. А еще это удобно: не нужно носить дополнительные приспособления – все технологии уже встроены прямо в ткань. Изделия с антеннами легкие, гибкие и даже выдерживают многократную стирку, поэтому их можно использовать как обычную одежду.
Для изготовления этих антенн ученые использовали технику флоат-жаккарда, которая позволяет сочетать в одном изделии несколько видов пряжи. Металлические нити обеспечивают проводимость, а диэлектрические служат изоляцией. Это позволяет создавать сложные диаграммы направленности, необходимые для антенн. В процессе производства используются стандартные вязальные машины, что делает технологию доступной для массового применения.
Создание одного квадратного метра текстильной метаповерхности занимает всего 45 минут. Готовые изделия не только легкие и гибкие, но и выдерживают многократные стирки и растяжения, что делает их практичными в повседневной жизни. Разработчики отмечают, что использование доступных материалов и традиционных методов изготовления снижает стоимость изготовления этих антенн.
Антенны-прототипы успешно работают как приемники и передатчики сигналов. В ходе экспериментов исследователи доказали их эффективность при общении на расстоянии.
Метаповерхности могут использоваться как альтернатива громоздким устройствам, что особенно важно для спасательных операций, военных задач или связи в отдаленных регионах.
Далее ученые планируют изучить новые методы вязания, позволяющие интегрировать в ткань не только антенны, но также электронные схемы и механические элементы. Это позволит создавать многофункциональные материалы, которые могут быть полезны для спутниковой связи и других высокотехнологичных приложений.
Масштабируемость техники вязания позволяет изготавливать большие антенны с высоким коэффициентом усиления. Это открывает перспективы создания мощных устройств, способных обеспечивать спутниковую связь или служить основой глобальных телекоммуникационных систем.
Доказано, что текстильные антенны устойчивы к внешним воздействиям и сохраняют свои свойства после многочисленных циклов эксплуатации. По словам руководителя исследования Наньфан Юя, метаповерхности с тканевым покрытием представляют собой дешевую, легкую и гибкую альтернативу традиционным антеннам.
В качестве примера исследователи указывают, что такие антенны можно было бы использовать для создания одежды со встроенными возможностями подключения, которая могла бы пригодиться для экспедиций, научных исследований и военных миссий. Кроме того, эти устройства могут стать основой для умной одежды, интегрированной с системами Интернета вещей.
Разработка текстильных антенн — это только начало. Исследователи планируют интегрировать в структуру более сложные элементы, включая датчики и модули управления.
