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Microantenne per interfaccia cervello-computer

29.08.2017

Gli scienziati della Northeastern University di Boston (USA), guidati dall'ingegnere e scienziato dei materiali Nian Sun, hanno creato microantenne di diversi ordini di grandezza più piccole e più efficienti delle antenne tradizionali.

Le antenne ricevono informazioni sotto forma di onde elettromagnetiche, che convertono in tensione elettrica alternata. Secondo le leggi della fisica, per questo, la dimensione dell'antenna deve corrispondere approssimativamente alla lunghezza dell'onda elettromagnetica, in altre parole, devono essere abbastanza grandi. D'altra parte, l'antenna può anche risuonare in risposta ad onde acustiche della stessa frequenza, che sono molto più brevi di lunghezza. Era questa "scappatoia" usata da Sun e dai suoi colleghi.

L'antenna che hanno inventato è rivestita all'esterno con uno strato di materiale piezomagnetico che si espande e si contrae a seconda dello stato del campo magnetico. Quindi, traduce le vibrazioni elettromagnetiche in suono. Quindi lo strato successivo di materiale piezoelettrico traduce queste vibrazioni in una corrente elettrica alternata. Quando si invia un segnale, tutto avviene nell'ordine inverso. Pertanto, l'antenna riceve e invia effettivamente vibrazioni sonore - e quindi può essere circa 1000 volte più piccola di una tradizionale.

Gli autori dell'articolo hanno creato due tipi di antenne basate su questo principio. Il primo, a membrana rotonda, opera nella gamma dei gigahertz, sfruttata, tra l'altro, dalla tecnologia Wi-Fi. Il secondo, a membrana rettangolare, è per la portata dei megahertz utilizzata da TV e radio. Negli esperimenti con nuove antenne, hanno ricevuto e inviato un segnale con una frequenza di 2,5 GHz circa 100mila volte più efficiente delle antenne convenzionali.

Secondo l'autore principale dello studio, la principale sfida progettuale era trovare un materiale piezomagnetico con le giuste caratteristiche - alla fine è stato scelto un insieme di ferro, gallio e boro - e produrlo nella giusta qualità.

Almeno lo sviluppo può aprire la strada alla creazione di dispositivi più compatti e potenti, dai telefoni cellulari ai satelliti. In futuro sarà anche possibile utilizzare nuovi trasmettitori miniaturizzati nell'"Internet of Things" in rapido sviluppo. Si aprono ampie prospettive per la medicina: trasmettitori in miniatura saranno in grado di penetrare in qualsiasi tessuto o vaso per raccogliere dati sul posto e inviarli al medico. In teoria, gli impianti cerebrali possono anche creare un'interfaccia cervello-computer, in modo da poter controllare le cose direttamente con il potere del pensiero.

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Sempre più spesso sentiamo parlare di un aumento della quantità di detriti spaziali che circondano il nostro pianeta. Tuttavia, non sono solo i satelliti e i veicoli spaziali attivi a contribuire a questo problema, ma anche i detriti di vecchie missioni. Il crescente numero di satelliti lanciati da aziende come SpaceX crea non solo opportunità per lo sviluppo di Internet, ma anche gravi minacce alla sicurezza spaziale. Gli esperti stanno ora rivolgendo la loro attenzione alle potenziali implicazioni per il campo magnetico terrestre. Il dottor Jonathan McDowell del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian sottolinea che le aziende stanno rapidamente implementando costellazioni di satelliti e il numero di satelliti potrebbe crescere fino a 100 nel prossimo decennio. Il rapido sviluppo di queste armate cosmiche di satelliti può portare alla contaminazione dell'ambiente plasmatico terrestre con detriti pericolosi e una minaccia per la stabilità della magnetosfera. I detriti metallici dei razzi usati possono disturbare la ionosfera e la magnetosfera. Entrambi questi sistemi svolgono un ruolo chiave nella protezione e nel mantenimento dell'atmosfera ... >>

Solidificazione di sostanze sfuse 30.04.2024

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Il prototipo è costituito da due sottilissime linee conduttive a forma di S intrecciate.Questa forma consente l'allungamento senza perdita di proprietà conduttive elettriche. Allo stesso tempo, il circuito è protetto da interferenze esterne. Al momento, il circuito può funzionare nella gamma di radiofrequenze fino a 40 GHz.

In questo caso, a differenza di altre linee di trasmissione flessibili, che sono larghe fino a 0,64 mm, il nuovo sviluppo può avere una larghezza di soli 0,025 mm. Tali dimensioni consentono di utilizzarlo efficacemente, in particolare, nella creazione di sistemi elettronici epidermici - in dispositivi che leggono gli indicatori dalla superficie della pelle.

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