ابتكار أصغر نظام إرسال "إف.إم" في العالم

A researcher shows samples of graphene aerogel developed in a lab at Zhejiang University in Hangzhou in east China's Zhejiang province, 19 March 2013. The sponge-like matter weighs only 0.16 milligrams per cubic centimeter, and is the world's lightest solid material, about twice the density of hydrogen and less than helium. EPA/LONG WEI CHINA OUT
undefined

اتبكر باحثون من "مدرسة كولومبيا للهندسة والعلوم التطبيقية" في جامعة كولومبيا الأميركية، نظام نانو ميكانيكي بإمكانه إنشاء موجات إف إم، ليمثل بذلك أصغر جهاز إرسال موجات إف إم الإذاعية في العالم.

واستفاد الباحثون -بقيادة أستاذ الهندسة الميكانيكية جيمس هون، وأستاذ الهندسة الكهربائية كينيث شيبارد- في ابتكار هذا النظام من خصائص الغرانيت المميزة المتمثلة بقوته الميكانيكية وقدرته على توصيل الكهرباء.

 وأكد هون أن هذا الإنجاز ما كان ليتم باستخدام المواد التقليدية، وقال إنه خطوة أولى مهمة في تطوير معالجة الإشارات اللاسلكية وتصميم هواتف جوالة فائقة النحافة وفعالة، مشيرا إلى أن ما ابتكروه أصغر بكثير من أي مصدر آخر لإشارات الراديو، ويمكن وضعه على الشريحة ذاتها المستخدمة في معالجات البيانات.

والغرافين -وهو طبقة ذرية أحادية من الكربون تستخلص بفصل صفائح الغرافيت- يعد أقوى مادة عرفها الإنسان ويتميز بخصائص كهربائية، تفوق ما لدى السليكون المستخدم في صنع الشرائح الموجودة في معظم الأجهزة الإلكترونية الحديثة.

وفي هذه الدراسة الحديثة استفاد الباحثون من إحدى خواص الغرافين الميكانيكية وهي "قابليته للتمدد" وصنع نسخة فائقة الصغر "نانو ميكانيكية" من محتوى إلكتروني يعرف باسم "مُذبذِب الجهد المنضبط" ويختصر بالحروف (في سي أو).

ويفسر هون، أنه باستخدام "في سي أو" يصبح من السهل توليد إشارة متغيرة التردد (إف إم) وهي الإشارة ذاتها المستخدمة في البث الإذاعي عبر موجة إف إم.

وبنى الفريق أداة "نظم كهربائية ميكانيكية نانوية" (إن إي إم إس) أطلقوا عليها اسم "رافيم" تعمل بتردد مائة ميغاهيرتز، واستخدموا إشارات موسيقية منخفضة التردد لتوليد إشارة ناقلة بتردد مائة ميغاهيرتز من تلك الأداة ثم استقبالها مرة أخرى باستخدام جهاز استقبال إف إم عادي.

ويؤكد هون بأن هذه الأداة هي حتى الآن أصغر نظام يمكنه توليد إشارات إف إم مثل تلك.

ورغم أنها لن تستخدم لاستبدال أجهزة البث الإذاعية التقليدية، إلا أنه لدى تلك التقنية العديد من الاستخدامات في مجال معالجة الإشارات اللاسلكية، وبهذا الصدد يوضح شيبارد أنه نظرا للتقلص المستمر في الدارات الإلكترونية -والمعروف باسم قانون مور- أصبحت الهواتف الخلوية ذات قوة حوسبة أكبر من تلك الأنظمة التي كانت تحتل في يوم ما مساحة غرفة بأكملها.

ويضيف، لكن بعض أنوع الأجهزة وتحديدا تلك المتعلقة بتوليد ومعالجة إشارات أمواج الراديو، من الصعب تصغيرها، وهي تحتل حيزا كبيرا وتتطلب قوة كهربائية. كما أن معظم تلك المحتويات لا يمكن بسهولة ضبط ترددها.

وهنا يأتي دور الأنظمة الكهربائية الميكانيكية النانوية المصنعة من الغرافين والتي يمكنها -وفق شيبارد- حل كلا المشكلتين، فهي صغيرة جدا ويمكن دمجها بسهولة مع الأنواع الأخرى من الإلكترونيات، كما يمكن ضبط ترددها عبر مدى واسع بسبب القوة الميكانيكية الهائلة للغرافين.

المصدر : مواقع إلكترونية

حول هذه القصة

اكتشف عالم مصري طريقة لصنع مكثفات خارقة من مادة الغرافين يمكن استخدامها مستقبلا في صناعة بطاريات الحواسيب اللوحية والمحمولة والهواتف الذكية، تتميز بقصر المدة اللازمة لشحنها وطول عمرها حيث تكفي ثوان عدة من الشحن لضمان عملها أياما أو أسابيع عديدة.

13/11/2013

يتعرض الكاتب عمر الحياني في مقاله لمادة الجرافين التي بهرت العلماء بخصائصها وقدراتها الفيزيائية حيث تعِد بمستقبل واعد في صناعة أشباه الموصلات والمعالجات، إلى جانب استخداماتها العديدة الأخرى المنتظَرة.

27/10/2013

قالت شركة نوكيا الفنلندية إنها حصلت على منحة من الاتحاد الأوروبي بقيمة 1.35 مليار دولار لتطوير مادة “غرافين” التي تعد أقوى مادة تم اكتشافها حتى الآن وتفوق قوتها الفولاذ بنحو 300 مرة، وأشارت إلى أن المنحة ستمتد على فترة عشر سنوات.

3/2/2013

قال علماء يابانيون إنهم طوروا مادة مطاطية موصلة للكهرباء وهو اكتشاف يمكن أن يستخدم في صنع أدوات قابلة للانثناء والتمدد في أحدث طفرة في مجال الإلكترونيات. وأشار الفريق إلى أن هذا الموصل المطاطي يتيح للدوائر الإلكترونية الوصول إلى أماكن كان من المستحيل وصولها.

8/8/2008
المزيد من تكنولوجيا
الأكثر قراءة