![]() |
Многим знакома эта сцена: вы работаете на ноутбуке в кофейне, как и ещё полдюжины человек вокруг. Все пытаются загрузить веб-сайты или потоковое видео высокой чёткости и нуждаются в большей пропускной способности. Благодаря разработке метаповерхностей — крошечных инженерных листов, которые могут отражать и направлять свет — эта мечта может скоро осуществиться. Они позволят создать выделенный беспроводной канал для связи, который будет в сотни раз быстрее и иметь в сотни раз большую пропускную способность, чем Wi-Fi. В журнале Nature Nanotechnology опубликована статья, в которой инженеры из Калифорнийского технологического института сообщают о создании метаповерхности с миниатюрными перестраиваемыми антеннами. Эти антенны могут отражать входящий пучок оптического света и создавать множество боковых полос разных оптических частот.
Работа предлагает новый подход к созданию беспроводных каналов связи и разработке технологий определения дальности, а также способа передачи данных в космос и из космоса. Выход за пределы традиционных оптических элементовСоавтор работы, аспирант из группы Этуотера, говорит, что для понимания сути их исследования нужно знать значение слова «метаповерхность». Приставка «мета» в этом слове означает „за пределами“. Метаповерхности позволяют делать то, что невозможно с помощью обычных оптических элементов, таких как объективы камер или микроскопов. Многослойные устройства оснащены наноразмерными антеннами, которые могут управлять светом: отражать его, рассеивать или фокусировать. Расположение этих элементов определяет реакцию света — как у зеркала или линзы.
Команда создала метаповерхность, которая отражает свет в определённых направлениях и на определённых частотах. Это устройство шириной и длиной всего 120 микрон работает на оптических частотах, используемых в телекоммуникациях, например, на частоте 1530 нанометров. Эти частоты в тысячи раз выше радиочастот, поэтому обеспечивают более широкую полосу пропускания. На радиочастотах электроника легко направляет луч света в разные стороны, как это делают радарные навигационные устройства в самолётах. Но на оптических частотах такое пока невозможно. Поэтому исследователи изменили свойства антенн. Сислер и Туреджа создали метаповерхность из золотых антенн с полупроводниковым слоем оксида индия-олова. Подавая определённое напряжение через устройство, они могут менять плотность электронов в полупроводнике под каждой антенной и тем самым изменять коэффициент преломления материала (способность изгибать свет).
Взгляд в будущееКоманда показала, что метаповерхность разделяет и перенаправляет свет на оптических частотах в свободном пространстве. Это открытие может быть полезно в приложениях LiDAR, где свет используется для получения информации о глубине трёхмерной сцены. Конечная цель — создать «универсальную метаповерхность», которая будет передавать информацию в разных направлениях. Этуотер, директор Liquid Sunlight Alliance в Калифорнийском технологическом институте, отмечает, что если оптические метаповерхности получат широкое распространение, то через 10 лет вы сможете сидеть в Starbucks с другими людьми за ноутбуками и получать свой высокоточный сигнал светового луча вместо радиочастотного сигнала Wi-Fi. По словам Этуотера, одна метаповерхность сможет передавать сигнал разной частоты каждому человеку. Группа сотрудничает с Лабораторией оптических коммуникаций при JPL (Лаборатория реактивного движения). Там разрабатывают системы связи с космическими аппаратами, основанные на оптических волнах вместо радиочастотных. Это позволит передавать больше данных на более высоких частотах.
24.07.2024 |
Нано
![]() | |
NatComm: Нанобиосенсоры открывают широкие возможности в медицинской диагностике | |
Биосенсоры — это устройства, к... |
![]() | |
Наночастицы висмута помогут лечить опухоли | |
Учёные НИЯУ МИФИ в сотрудничестве с ... |
![]() | |
Физики МГУ усовершенствовали метод создания магнитных наночастиц из кобальта | |
Учёные физического факультета МГУ совмест... |
![]() | |
В Казани химики КФУ изучили оксид графена с помощью инфракрасной спектроскопии | |
Учёные из Химического института им. А.М. ... |
![]() | |
В ТПУ доказали эффективность наночастиц серебра в лечении мастита у 700 коров | |
Учёные Томского политехнического университета ... |
![]() | |
Нанопоры — не дефекты, они улучшают характеристики материалов | |
Обычно пустоты и поры считаются дефектами... |
![]() | |
AdMa: Открыты листы из нанокубиков, которые оказались отличными катализаторами | |
Исследователи из Токийского столичного ун... |
![]() | |
Уникальное наноустройство открывает путь к новым беспроводным каналам связи | |
Многим знакома эта сцена: вы работае... |
![]() | |
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры | |
Учёные из Корейского научно-исследователь... |
![]() | |
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке | |
Исследователи из Техасского университета ... |
![]() | |
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу» | |
Когда молекулы облучают инфракрасным светом, о... |
![]() | |
Ученые наблюдали избирательную люминесценцию золотых хиральных наночастиц | |
При облучении хиральных золотых наночастиц фем... |
![]() | |
ACS Applied Nano Materials: Наноструктуры Au-BiFeO3 сделают планету чище | |
Потребность в устойчивых и экологичн... |
![]() | |
Прорыв в нанотехнологиях поможет создать дисплей, дающий цвет в реальном времени | |
Разработана революционная технология, позволяю... |
![]() | |
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота | |
Исследователи из Токийского столичного ун... |
![]() | |
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик | |
Исследователи из Токийского столичного ун... |
![]() | |
Nature Materials: Новаторские нанополости раздвигают горизонты в удержании света | |
Команда европейских и израильских физиков... |
![]() | |
Nature: В нанотрубках обнаружена сверхэластичность, вызванная окислением | |
Окисление может ухудшить свойства и функц... |
![]() | |
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды | |
Новое исследование физики вибрирующих нанопузы... |
![]() | |
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной | |
Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни... |
![]() | |
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения | |
Нейродегенеративными заболеваниями, такими как... |
![]() | |
Nature Nanotechnology: Созданы новые пикопружины для биомедицинских нужд | |
Исследователи из Хемница, Дрездена и ... |
![]() | |
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод | |
Исследовательская группа, состоящая из со... |
![]() | |
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах | |
Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б... |
![]() | |
Nano Today: Революционные нанодроны делают возможным таргетное лечение рака | |
Новаторское исследование, проведенное под ... |
![]() | |
Создан нанокатализатор для преодоления ограничений технологии электролиза воды | |
Зеленый водород можно получить с помощью ... |
![]() | |
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры | |
У всех представителей животного царства есть ж... |
![]() | |
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей | |
Исследование, проведенное докторантом Пабло С.... |
![]() | |
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц | |
Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ... |
![]() | |
Создан наноматериал, безопасно удаляющий прекурсоры мелкодисперсной пыли | |
За последнее десятилетие состояние мелкодиспер... |