Antena Nirkabel dari Nanokarbon

Peneliti global mengembangkan sebuah metrik yang mereka sebut "specific radiation efficiency" atau efisiensi radiasi spesifik.

Sebuah penelitian yang dilakukan para peneliti di Rice University berhasil menunjukkan serat tipis. Serat ini terbuat dari nanotube karbon dapat dibentuk menjadi antena dengan kemampuan yang sama jika dibandingkan dengan antena dari tembaga.

Anten ini juga memiliki karakter yang fleksibel dan memiliki berat yang jauh lebih ringan. Antena ini memiliki banyak aplikasi.

Penelitian ini dipelopori salah satunya oleh Amram Bengio, mahasiswa pascasarjana di Rice University. Serat tipis ini terbuat dari nanotube karbon yang dikonfigurasi sebagai antena nirkabel, teknologi ini memiliki kemampuan sebagus antena tembaga, namun 20 kali lebih ringan dari antena tembaga yang selama ini bayak di gunakan.

Antena dari nanokarbon tersebut menawarkan banyak keuntungan praktis untuk aplikasi di dunia kedirgantaraan. Antena tersebut juga dapat diaplikasikan pada perangkat elektronik, dimana antena jenis ini menawarkan keunggulan dalam hal bobot anten yang jauh lebih ringan serta fleksibilitas antena.

Penelitian yang dikembangkan oleh Arman Bengio, mahasiswa pascasarjana pada Rice University ini dimuat dalam Applied Physics Letters.

Penemuan yang dilakukan oleh Bengio ini menawarkan lebih banyak aplikasi potensial untuk serat nanotube ringan yang kuat yang dikembangkan oleh Bengio dan Matteo Pasquali, insinyur kimia pada laboratorium kampus Rice.

Laboratorium tersebut memperkenalkan metode praktis pertama untuk menghasilkan serat karbon nanotube konduktivitas tinggi pada tahun 2013 dan sejak itu para ilmuanya telah menguji serat-serat karbon ini untuk digunakan dalam berbagi kepentingan seperti sebagai implan otak dan operasi jantung serta sejumlah aplikasi lainnya.

Penelitian ini dapat membantu para insinyur yang berusaha merampingkan bahan untuk pesawat terbang dan pesawat ruang angkasa di mana bobot sama dengan biaya.

Peningkatan minat pada pemakaian yang dapat dipakai seperti monitor kesehatan dan pakaian bekas pakai dengan elektronik tertanam dapat memanfaatkan antena serat yang kuat, fleksibel dan konduktif yang mengirim dan menerima sinyal, kata Pasquali.

Tim Rice dan rekannya National Institute of Standards and Technology (NIST) mengembangkan sebuah metrik yang mereka sebut "specific radiation efficiency" atau efisiensi radiasi spesifik. Metrik ini untuk menilai seberapa baik serat nano menerima sinyal pada frekuensi komunikasi nirkabel umum 1 dan 2,4 gigahertz dan membandingkan hasilnya dengan antena tembaga standar.

Mereka membuat benang yang terdiri dari delapan sampai 128 serat yang setipis rambut manusia dan dipotong dengan panjang yang sama untuk diuji pada perlengkapan khusus yang membuat perbandingan langsung dengan tembaga praktis.

"Antena biasanya memiliki bentuk yang spesifik, dan Anda harus merancangnya dengan sangat hati-hati," kata Bengio yang juga sebagai penulis utama paper ini. "Begitu mereka dalam kondisi seperti itu, Anda ingin mereka tetap seperti itu. Jadi, salah satu tantangan eksperimental pertama adalah membuat bahan fleksibel kami tetap ada." Tambah Bengio.

Bertentangan dengan hasil sebelumnya oleh laboratorium lain (yang menggunakan sumber serat karbon nanotube yang berbeda), periset Rice menemukan antena serat yang sesuai dengan tembaga untuk efisiensi radiasi pada frekuensi dan diameter yang sama. Hasil mereka mendukung teori yang memperkirakan kinerja antena nanotube akan berskala dengan kepadatan dan konduktivitas serat.

"Kami tidak hanya mendapati bahwa kami mendapatkan kinerja yang sama seperti tembaga dengan diameter dan luas penampang yang sama, namun begitu kami mempertimbangkan bobot, kami menemukan bahwa pada dasarnya kami melakukan ini untuk 1/20 berat kawat tembaga. , "Kata Bengio.

"Aplikasi untuk bahan ini adalah nilai jual yang besar, namun dari sudut pandang ilmiah, pada frekuensi ini bahan makro nanotube karbon berperilaku seperti konduktor biasa," katanya. Bahkan serat yang dianggap "cukup konduktif" menunjukkan performa superior, katanya.

Meskipun produsen hanya bisa menggunakan kabel tembaga tipis daripada kabel 30-gauge yang saat ini mereka gunakan, kabel tersebut akan sangat rapuh dan sulit ditangani, kata Pasquali.

"Amram menunjukkan bahwa jika Anda melakukan tiga hal dengan benar - membuat serat yang tepat, membuat antena dengan benar dan merancang antena sesuai dengan protokol telekomunikasi - maka Anda mendapatkan antena yang bekerja dengan baik," katanya.

"Ketika Anda pergi ke antena yang sangat tipis pada frekuensi tinggi, Anda mendapatkan lebih sedikit kerugian dibandingkan dengan tembaga karena tembaga menjadi sulit untuk ditangani pada alat pengukur tipis, sedangkan nanotube, dengan perilaku seperti tekstil mereka, bertahan dengan cukup baik," kata Pasquali.nik/berbagai sumber/E-6

Sensor Seluler di Tubuh untuk Perangkat Pintar

Beberapa perangkat aksesoris seperti "Apple Watch" versi terbaru, memiliki kekurangan yakni ukuran layar yang kecil yang membuat perangkat ini sulit untuk digunakan.

Ilmuwan komputer diUniversity Saarland kini telah mengembangkan sebuah alternatif, yang mereka sebut "DeformWear, yakni sebuah saklar kecil, berukuran tidak lebih besar dari sebuah pin yang dirancang menjadi sebuah cincin dan dipakai.

Perangkat dapat bekerja ke segala arah arah, ditekan, dan didorong ke arah kanan, kiri, atas, dan bawah.

"Dengan perangkat mobile seperti smartwatch, layar interaktif sangat kecil sehingga hanya beberapa perintah yang dapat dikontrol dengan sentuhan individual," jelas Jürgen Steimle, profesor interaksi manusia-komputer di University Saarland.

Dengan kelompok risetnya di Cluster of Excellence "Multimodal Computing and Interaction," dia mencari cara baru untuk mengoperasikan perangkat mobile kecil yang dapat dipakai. Dalam sebuah proyek penelitian sebelumnya, Steimle, bersama rekannya Martin Weigel, sudah menunjukkan bahwa kulit manusia juga bisa bekerja sebagai alat input.

"Kami menemukan bahwa peserta penelitian kami tidak hanya menggunakan gerakan ponsel cerdas yang sudah dikenal di kulit mereka, tapi juga mendorongnya ke samping atau bahkan mencubitnya dengan dua jari, untuk mengendalikan perangkat mobile," Martin Weigel melaporkan.

Penelitian lebih lanjut membuat sensor yang sebenarnya dimaksudkan untuk membuat tangan robot menjadi lebih sensitif. "Meskipun sensor dikembangkan untuk robotika, kami menemukan faktor bentuknya yang kecil, menjanjikan untuk perangkat seluler yang dipakai di tubuh," jelas Weigel.

Faktor bentuknya yang kecil, dalam hal ini, menggambarkan sensor yang berdiameter hanya 10 milimeter - kira-kira seukuran kacang polong. Dari dalam, dioda memancarkan cahaya infra merah menerangi membran yang dapat berubah bentuk.

Cahaya kemudin dipantulkan, dan diukur dengan empat foto dioda. Pengukuran ini kemudian dapat digunakan untuk menghitung bagaimana sensor mana yang mengalami kecacatan.

Untuk menguji ide mereka, para peneliti mengintegrasikan sensor ini ke dalam sebuah cincin, gelang yang berukuran kecil. Tantangannya adalah mengembangkan gerak tubuh dan menggunakannya untuk mengendalikan perangkat mobile.

Para peneliti melakukan ini untuk smartwatch dan kacamata virtual reality. Mereka juga mendefinisikan urutan gerakan untuk mengendalikan televisi dan bermain musik tanpa harus melihat perangkat.

Ilmuwan komputer Saarbrücken kemudian memilih 24 orang untuk tes ini sebanyak 18.141 kali. Hasilnya jelas. "Meskipun permukaannya kecil, interaksinya tepat dan ekspresif, karena mereka menggunakan kontrol motorik halus dari ujung jari menekan, mendorong, dan mencubit," kata Weigel.

Profesor Jürgen Steimle yakin bahwa bila hanya sebuah sensor kecil yang perlu diubah untuk input, perangkat mobile dapat dipakai di tempat-tempat di tubuh yang memungkinkan masukan yang cepat dan tersembunyi. Ini akan membantu industri untuk membawa perangkat kontrol yang lebih kecil ke pasar. nik/berbagai sumber/E-6