Управляемая напряжением жидкометаллическая антенна найдёт применение в «Интернете вещей»

Электронные компоненты из жидкого металла имеют как плюсы, так и минусы. Для работы такой электроники требуются специальные насосы, которые не так просто интегрировать в системы, что замедляет распространение подобных решений. Используя возможности электрохимии, исследователи из государственного университета штата Северной Каролины (США) разработали управляемую напряжением жидкометаллическую антенну с изменяемой конфигурацией, которая может сыграть очень важную роль в будущих мобильных устройствах и развивающихся системах «Интернета вещей».

Команда исследователей почерпнула вдохновение из наблюдений за эффектом, который обнаружился группой профессора Майкла Дики во время работы с жидким металлом. Помещая электрический потенциал в среду между жидким металлом и электролитом, они заметили, что положительное напряжение вызывает расширение металла, а отрицательное – сжатие.

Форма и длина проводящих каналов, формирующих антенну, определяет её важные свойства, такие как рабочая частота и диаграмма направленности. По сообщениям исследователей, использование галлия либо индия для изменения формы вызвало более яркий эффект. Команда собрала настраиваемую антенну, управляемую напряжением. Для изменения рабочей частоты устройства задействованы только электрохимические реакции.

Положительное напряжение вызывает появление оксида на поверхности металла, что понижает поверхностное натяжение, а отрицательный потенциал удаляет оксид, повышая натяжение. Разница в поверхностном натяжении вызывает движение жидкости в том или ином направлении.

Свойства обычных антенн могут в каких-то пределах изменяться за счёт использования твердотельных проводников и электронных переключателей. Подход с жидкометаллической антенной значительно повышает диапазон, с которым может изменяться рабочая частота. По словам исследователей, прототип антенны может работать с диапазоном, который в 2 раза превышает таковой у стандартных решений.

В будущем команда исследователей надеется достичь более точного управления формой жидкого металла, причём не только в рамках 1-мерной плоскости, но и в нескольких направлениях. В перспективе – возможность принятия антенной любой формы.