Κεραία που αλλάζει σχήμα φέρνει επανάσταση στις επικοινωνίες

Newswise — Αξιοποιώντας πρωτοποριακές τεχνικές κατασκευής προσθέτων και κράματα μνήμης σχήματος, ερευνητές στο Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, δημιούργησαν μια κεραία που μπορεί να αλλάξει το σχήμα της με βάση τη θερμοκρασία της.

Αυτή η τεχνολογία – που περιγράφεται σε μια πρόσφατη διαδικτυακή δημοσίευση στο ACS Applied Engineering Materials και η οποία θα παρουσιαστεί στο εξώφυλλο ενός επερχόμενου έντυπου, έχει δυνατότητες μετασχηματισμού σε ένα ευρύ φάσμα στρατιωτικών, επιστημονικών και εμπορικών εφαρμογών.

Το σχήμα του μπροστινού άκρου μιας κεραίας υπαγορεύει πολλές από τις παραμέτρους λειτουργίας της. Μόλις κατασκευαστεί, αυτά τα χαρακτηριστικά κλειδώνονται. Μια κεραία που αλλάζει σχήμα θα επέτρεπε τις επικοινωνίες σε ένα ευρύτερο φάσμα ζωνών ραδιοσυχνοτήτων (RF), ανοίγοντας νέες σφαίρες λειτουργικής ευελιξίας. Μεταξύ των δυνατοτήτων, μια ενιαία κεραία μετατόπισης σχήματος θα μπορούσε να κάνει τη δουλειά πολλών κεραιών σταθερού σχήματος, να προσαρμόζεται δυναμικά στη διαθεσιμότητα του φάσματος και να αλλάζει το εύρος δέσμης για εναλλαγή μεταξύ επικοινωνιών μικρής και μεγάλης εμβέλειας.

Εμπνευσμένη από την τεχνολογία επιστημονικής φαντασίας, η νέα κεραία είναι το αποτέλεσμα δημιουργικής διεπιστημονικής συνεργασίας σε όλη την APL.

Η ηλεκτρολόγος μηχανικός Jennifer Hollenbeck είπε ότι πήρε την ιδέα από τη σειρά ‘The Expanse’, όπου η εξωγήινη τεχνολογία είναι οργανική και αλλάζει σχήμα. «Έχω περάσει την καριέρα μου δουλεύοντας με κεραίες και παλεύοντας με τους περιορισμούς που επιβάλλει το σταθερό σχήμα τους», είπε. «Ήξερα ότι η APL είχε την τεχνογνωσία να δημιουργήσει κάτι διαφορετικό».

Το 2019, ο Hollenbeck επικοινώνησε με τον Steven Storck, τώρα επικεφαλής επιστήμονα για την κατασκευή προσθέτων στο Τμήμα Έρευνας και Διερευνητικής Ανάπτυξης του Εργαστηρίου, ο οποίος εκείνη την εποχή ηγήθηκε ενός έργου Ανεξάρτητης Έρευνας και Ανάπτυξης για τη δημιουργία μιας πολλά υποσχόμενης μεθοδολογίας για την πρόσθετη κατασκευή κραμάτων μνήμης σχήματος.

Αυτά τα μοναδικά υλικά παραμορφώνονται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, αλλά επιστρέφουν σε ένα σχήμα μνήμης όταν θερμαίνονται και χρησιμοποιούνται σε μεγάλη ποικιλία εφαρμογών, που κυμαίνονται από ιατρικές χρήσεις όπως ορθοδοντικά σύρματα, αγγειακά στεντ και οστικά εμφυτεύματα έως ενεργοποιητές για επιφάνειες ελέγχου σε διαστημόπλοια.