Spray-on antennas có thể mở ra tiềm năng của công nghệ kết nối thông minh

Trương Khánh Hợp, Hồng Phương| 10/10/2018 15:49
Theo dõi ICTVietnam trên

Khi nói đến “ăng-ten” bạn có thể nghĩ đến hình ảnh chiếc tai thỏ trên đầu TV cũ hoặc dây thu tín hiệu vô tuyến cho xe hơi. Nhưng một ăng-ten có thể nhỏ hơn nhiều - thậm chí vô hình.

Spraying an antenna onto a flat surface. Drexel University Nanomaterials Lab, CC BY-ND Bất kể kích thước, hình dạng, một ăng-ten đóng vai trò rất quan trọng để liên lạc, truyền và nhận tín hiệu vô tuyến giữa các thiết bị. Khi các thiết bị điện tử cầm tay ngày càng trở nên phổ biến, các ăng-ten cũng phát triển theo xu hướng này.

Các thiết bị đeo, quần áo thông minh, cảm biến công nghiệp và cảm biến y tế sẽ hiệu quả hơn nhiều nếu ăng-ten của chúng có trọng lượng nhẹ và linh hoạt - và thậm chí có thể trong suốt.

Năm 2011, các nhà nghiên cứu thuộc Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu Đại học Drexel tập trung nghiên cứu vật liệu nano mỏng hơn 100.000 lần so với tóc người. Họ đã tìm ra cách kết hợp kim loại với các nguyên tử cacbon hoặc nitơ để tạo ra một loại dẫn điện tốt với tên gọi MXenes (phát âm là “maksens”), được tạo ra bằng các kim loại khác nhau - bao gồm titan, molypden, vanadi và niobi. Điều này mang lại cơ hội khiến cho ăng-ten nhỏ hơn, nhẹ hơn, linh hoạt hơn để đi cùng với các thiết bị cũng được làm từ các vật liệu đa dạng và linh hoạt hơn.

Một loại ăng ten khác cũng đang đi vào sử dụng. Nhiều thẻ tín dụng và thẻ ghi nợ, cũng như hộ chiếu Hoa Kỳ, chứa những thẻ nhận diện tần sóng vô tuyến RFID, các chip điện tử nhỏ mang thông tin nhận dạng và truyền chúng tới các cảm biến xác thực giao dịch hoặc xác nhận danh tính của nhà cung cấp tài liệu.

Thẻ RFID thậm chí còn được sử dụng rộng rãi hơn, để theo dõi các khâu trong quy trình sản xuất, hộp cá nhân và công ten nơ trong các lô hàng lớn và thậm chí kiểm soát truy cập của công nhân ở các khu vực cụ thể của văn phòng hoặc nhà máy.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra dòng vật liệu MXene vào năm 2011, sau đó, hiểu được tính chất của chúng và xem xét các ứng dụng triển vọng của chúng. Vật liệu hai chiều phân lớp này được chế tạo bằng cách xử lý hóa chất ướt, có tiềm năng ứng dụng cho các thiết bị lưu trữ năng lượng, chắn điện từ, lọc nước, cảm biến hóa học, gia cố kết cấu và tách khí.

Nhóm nghiên cứu cho biết cacbua titan MXene có thể hòa tan trong nước để tạo ra mực hoặc sơn. Độ dẫn điện đặc biệt của vật liệu cho phép nó truyền và phát sóng vô tuyến, ngay cả khi vật liệu được phun lớp phủ rất mỏng.

Tất cả các cách tiếp cận này tận dụng lợi thế của các tính chất vật lý và điện của MXenes: Trong suốt với ánh sáng, dẫn điện tử, ổn định về mặt hóa học và mạnh mẽ.

Các nhà nghiên cứu đã khám phá một thuộc tính vật lý khác của MXenes là chúng thích nước. Khi trộn các tấm titan cacbua hai chiều với nước, họ nhận thấy mực nước ổn định. Chúng ta có thể phun hoặc in mực trên bất kỳ bề mặt nào và khi nước bốc hơi, những gì còn lại là các lớp MXene - một ăng-ten MXene.

Khi thử nghiệm với MXene cacbua titan, kết quả là ăng ten truyền dẫn tín hiệu và bắt sóng rất tốt ngay cả khi chỉ phun một lớp rất mỏng. Thử nghiệm ban đầu cho thấy nó có thể hoạt động tốt như các ăng-ten làm bằng vàng, bạc, đồng hoặc nhôm. Vì ăng-ten MXene mỏng hơn rất nhiều nên nó sẽ hiệu quả hơn các vật liệu ăng ten khác trong không gian quá nhỏ, thậm chí chỉ bằng một phần nghìn độ dày của một tờ giấy.

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã so sánh ăng-ten phủ với nhiều loại ăng-ten làm từ các vật liệu mới như graphene, mực bạc và các ống nano cacbon. Ăng-ten Mxene tốt hơn gấp 50 lần graphene và hơn 300 lần ăng-ten mực bạc về khả năng đảm bảo chất lượng truyền sóng vô tuyến.

Ban đầu nhóm thử nghiệm ứng dụng phun mực ăng-ten trên chất nền thô - giấy xenlulô - và một chất nền mềm - tấm giấy polyethylene terephthalate. Bước tiếp theo các nhà khoa học sẽ xem xét những phương thức tốt nhất để áp dụng nó cho nhiều loại bề mặt từ kính đến sợi và da.

Nổi bật Tạp chí Thông tin & Truyền thông
  • Việt Nam - Malaysia nâng cấp quan hệ Đối tác chiến lược toàn diện
    Phát biểu tại họp báo, Tổng Bí thư Tô Lâm cho biết, Việt Nam-Malaysia tăng cường hợp tác trên các lĩnh vực mới (như kinh tế xanh, đổi mới sáng tạo, khoa học công nghệ, chuyển đổi số, năng lượng xanh...).
  • Chìa khóa giải quyết thách thức trong bảo vệ trẻ em trên không gian mạng
    Trẻ em - đối tượng dễ bị tổn thương nhất, đang phải đối mặt với nhiều nguy cơ. Đây không chỉ là bài toán của riêng Việt Nam mà còn là thách thức toàn cầu đòi hỏi sự chung tay hợp tác từ nhiều phía.
  • Việt Nam đang đối mặt 3 thách thức an toàn thông tin
    Các cuộc tấn công mạng hiện nay ngày càng tinh vi và phức tạp hơn, đặc biệt khi có sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo. Tuy nhiên, việc kết hợp công nghệ này với trí tuệ của con người đã giúp phát hiện và phòng, chống tấn công mạng hiệu quả hơn.
  • Chuyển đổi số thành công không thể thiếu “niềm tin số”
    Muốn triển khai hiệu quả chiến lược số hóa quốc gia cần triển khai theo hướng tiếp cận từ trên xuống dưới và phải phù hợp với thực tế, đảm bảo có tầm nhìn rộng trong tương lai.
  • Việt Nam - Hàn Quốc đồng hành trong kỷ nguyên AI
    Thứ trưởng Bộ TT&TT Phan Tâm hy vọng, Việt Nam có thể học tập nhiều hơn từ Hàn Quốc về các bài học kinh nghiệm, cách làm hay để phát huy tối đa vai trò công nghệ số nói chung và trợ lý ảo nói riêng trong hoạt động của cơ quan nhà nước, thúc đẩy phát triển kinh tế, tạo lập xã hội số nhân văn và thu hẹp khoảng cách số.
Đừng bỏ lỡ
  • Bốn giải pháp trọng tâm để giải bài toán an toàn dữ liệu quốc gia
    Theo Thứ trưởng Bộ TT&TT Bùi Hoàng Phương, năm 2024 đánh dấu bước tiến vượt bậc của Việt Nam trong lĩnh vực an toàn thông tin. Tuy nhiên, còn rất nhiều thách thức cần vượt qua để đảm bảo an toàn dữ liệu quốc gia.
  • Việt Nam tăng cường hợp tác phát triển công nghệ số với Burundi và NIPA
    Trong khuôn khổ sự kiện Tuần lễ Số quốc tế 2024, Bộ trưởng Bộ Thông tin và Truyền thông Nguyễn Mạnh Hùng đã tiếp và làm việc với Bộ trưởng Bộ Truyền thông, Công nghệ Thông tin và Đa phương tiện Burundi Léocadie Ndacayisaba và ông Hur Sung Wook, Chủ tịch Cục Xúc tiến Công nghiệp CNTT quốc gia Hàn Quốc (NIPA).
  • Chính thức ra mắt Nền tảng hỗ trợ diễn tập thực chiến an toàn thông tin
    Nền tảng hướng tới nâng cao chất lượng và điều phối hiệu quả các hoạt động diễn tập trên toàn quốc thông qua nền tảng hỗ trợ diễn tập thực chiến an toàn thông tin.
  • Robot Delta hữu dụng trong nhiều ngành
    Nhờ vào thiết kế độc đáo và khả năng hoạt động với tốc độ và độ chính xác cao, robot Delta là một giải pháp tối ưu trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại.
  • Cà Mau ứng dụng các phần mềm chuyển đổi số trong ngành nông nghiệp
    Ngành nông nghiệp tỉnh Cà Mau đã không ngừng triển khai các giải pháp chuyển đổi số thông qua việc sử dụng các phần mềm, xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên ngành phục vụ quản lý, điều hành. Trong tương lai không xa, các phần mềm này sẽ hoàn thiện và bắt kịp xu hướng công nghệ để hỗ trợ người nông dân nhiều hơn trong việc tăng gia sản xuất.
  • Bảo vệ các hệ thống mạng trọng yếu là cấp thiết
    Song song với tiến trình chuyển đổi số, các chiến dịch tấn công mạng, gián điệp và khủng bố mạng nhằm vào hệ thống công nghệ thông tin (IT) và công nghệ vận hành (OT) trọng yếu ngày càng gia tăng, việc đảm bảo an ninh mạng trở thành ưu tiên hàng đầu của các quốc gia.
  • ‏OPPO Find X8 Series sẽ chính thức lên kệ ngày 7/12‏
    Ngày 21/11, OPPO chính thức ra mắt Find X8 Series‏‏ tại Việt Nam và sẽ lên kệ ngày 7/12 tới. Đây là lần đầu tiên người dùng Việt Nam được trải nghiệm dòng flagship cao cấp nhất của OPPO cùng lúc với toàn cầu. ‏
  • Chuyển đổi số từ thực tiễn Báo Hải Dương
    Báo Hải Dương có nhiều thuận lợi khi thực hiện chuyển đổi số. Đó là Ban Biên tập có quyết tâm cao. Đội ngũ cán bộ, phóng viên, nhân viên của báo nhanh nhạy với cái mới, ham học hỏi...
  • Đưa siêu ứng dụng "Công dân Thủ đô số - iHanoi" vào cuộc sống
    “Công dân Thủ đô số” - iHaNoi là kênh tương tác trực tuyến trên môi trường số giữa người dân, doanh nghiệp với các cấp chính quyền thành phố Hà Nội. Qua ứng dụng này, người dân và doanh nghiệp có thể phản ánh các vấn đề đời sống, từ đó giúp chính quyền tiếp nhận và giải quyết kịp thời.
  • Sự gia tăng của ứng dụng AI tạo sinh: Những rủi ro tiềm ẩn cho xã hội và con người
    AI tạo sinh là một trong những thành tựu công nghệ mới nhất của con người trong thập niên 20 của thế kỷ XXI. Cho đến nay, sự ứng dụng của AI tạo sinh đã tạo ra nhiều cuộc tranh luận quan trọng trong các nghiên cứu xã hội, đặc biệt là trong lĩnh vực triết học. AI tạo sinh đã thách thức nhiều khái niệm và định kiến của chúng ta về bản thân mình, đặc biệt là về cách chúng ta hiểu về tư duy và bản chất của tư duy con người.
Spray-on antennas có thể mở ra tiềm năng của công nghệ kết nối thông minh
POWERED BY ONECMS - A PRODUCT OF NEKO