إن تصنيع هوائيات معدنية مرنة ليس بالمهمة السهلة عادة ما تستخدم المعادن مثل النحاس والفضة والألمنيوم في تصنيع الهوائيات بسبب الحاجة إلى الموصلية الكهربائية العالية لإرسال واستقبال الموجات الريديوية لكن حجمها ووزنها يحد من تصنيع هوائيات رقيقة وخفيفة الوزن.
أيضًا إذا أردنا التوجه إلى تصنيع هوائيات معدنية رقيقة فإننا مقيدون بخاصية جوهرية تسمى عمق الجلد وهي سماكة المادة بحيث يتدفق تيار كهربائي مسؤول عن إشعاع التردد اللاسلكي بشكل فعال وهو يعتمد على التردد.
عمق الجلد هو عامل مقيد جدًّا في صنع الهوائيات المعدنية القابلة للارتداء أو الرقيقة.
لهذا توجهت الدراسات حول المواد النانوية والأنابيب النانوية، لكن موصليتها السيئة حدت من استخدامها حيث تم البدء بفحص المواد النانوية القائمة على الكاربون على نطاق اوسع في تطبيقات الاتصالات اللاسلكية ثم تم اكتشاف مواد أخرى ثنائية الأبعاد أعطت نتائج واعدة لتصنيع الاج8هزة الإلكترونية في منطقة الجيجا هرتز تعمل جميع هذه المواد النانوية بعمق جلد أقل من المتوقع نتيجة لاختلاف آليات انتشار الموجات في المواد ثنائية الأبعاد.
إن أداء المواد النانوية الكربونية وغيرها من المواد ثنائية الأبعاد كان واعدًا في science advances تطبيقات الاتصالات الريديوية حيث نشر في بحث على أن مجموعة من كلية الهندسة في جامعة دريكسل في فيلادلفيا أبلغت عن طريقة Mxene لرش الهوائيات المصنوعة من مادة كربيد التيتانيوم المعدني ثنائي الأبعاد ذات الأداء الجيد في الاجهزة المحمولة، حيث يمكن إذابة كربيد التيتانيوم في الماء لإنشاء طلاء ذا موصلية استثنائية يمكنها من إرسال موجات ريديوية وتوجيهها.
حيث وجد أنه حتى الهوائيات الشفافة بسماكة عشرة نانومتر كانت قادرة على الاتصال بكفاءة.
ممكن رش هذا الطلاء على الأسطح المرنة أو الصلبة بسهولة، أو دمجة بالعديد من الأشياء وارتداءه دون إضافة دوائر كهربائية، ودون الحاجة لأن يكون السطح صلبًا.
هذه الهوائيات الجديدة الرقيقة والقابلة للارتداء ستقوم بتوفير إشارة قوية في عرض النطاق الترددي، والذي سيستخدم في الجيل الخامس وسوف يكون له تداعيات مؤثرة جدًّا في تقنية إنترنت الاشياء المتنقلة والمتصلة؛ إذ يمكن لهذه التقنية أن تتيح التكامل السلس حقًّا للهوائيات مع الأشياء اليومية التي ستكون ضرورية لإنترنت الأشياء الذي يزداد تطوره بشكل سريع.حيث قام الباحثون بالكثير من العمل مع المواد غير التقليدية في محاولة لمعرفة أين تلبي تكنولوجيا التصنيع احتياجات النظام، يشير الاختبار الأولي إلى أن الهوائيات التي يتم رشها يمكن أن تعمل بنفس مدى جودة الهوائيات الحالية المصنوعة من معادن تقليدية، ولكنها أكثر سمكًا بكثير من هوائيات MXene. لذلك تم اختيار MXene، وهي مادة ثنائية الأبعاد من كربيد التيتانيوم، أقوى من المعادن ولديها موصلية للمعادن، كمرشح للهوائيات فائقة الرقة
يقول يوري غوغوتسي الذي بدأ وقاد المشروع، ولديه دكتوراه الجامعة المتميزة، وأستاذ علوم وهندسة المواد في كلية الهندسة، ومدير معهد دريكسيل للمواد النانوية:«لا يمكن لأساليب تصنيع المعادن الحالية أن تجعل الهوائيات رقيقة بدرجة كافية وقابلة للتطبيق على أي سطح، على الرغم من عقود من البحث والتطوير لتحسين أداء الهوائيات المعدنية».
الآن وبعد أن أصبحت الهوائيات موجودة في كل مكان. في هواتفنا، في سياراتنا، في علامات مكافحة السرقة على الملابس التي نشتريها، وبما أن إنترنت الأشياء أصبح حقيقة أكثر حضورًا، فإنها تظهر في أماكن جديدة، مثل أجهزة الميكروويف والمصابيح. لذلك فإن المهندسين سوف يستمرون في البحث واكتشاف طرق لجعل الهوائيات أصغر حجمًا وأخف وزنًا وأسهل في الاستخدام.
هذا المقال يعبر عن رأي كاتبه ولا يعبر بالضرورة عن ساسة بوست