Исследователи из Университета штата Северная Каролина и Университета Юты (США) сконструировали жидкометаллическую антенну, быстро изменяющую свои параметры под действием давления.

Чтобы изготовить антенну, учёные ввели жидкий проводящий сплав галлия с индием, который имеет малую вязкость, в микроканал длиной 51 мм, разделённый на четыре сегмента так, как показано на рисунке. В исходном состоянии конструкция, образованная двумя средними сегментами, симметрична и вытягивается на 25 мм. Форма антенны поддерживается за счёт того, что на металлической поверхности самопроизвольно образуется тонкая оксидная плёнка.

Рис. 1. Конструкция жидкометаллической антенны (иллюстрация из журнала Applied Physics Letters).

Если электрическую длину устройства необходимо изменить, к жидкому металлу прикладывают давление, достаточное для разрушения оксидной плёнки. Величина этого критического давления зависит от плотности расположения «столбиков» из полидиметилсилоксана (PDMS), разделяющих сегменты. Когда плёнка разрывается, металл за несколько миллисекунд заполняет полость между сегментами, длина антенны увеличивается, а рабочая частота, соответственно, падает.

Эта перестраиваемая антенна отличается простотой исполнения и может играть роль примитивного датчика.

«Переключение с одной частоты на другую будет сигнализировать о том, что воздействие на антенну оказалось слишком сильным, — говорит участник исследования Майкл Дики (Michael Dickey). — Можно использовать это, к примеру, в RFID-метках. Представьте, что вы заказали какой-то товар: когда его привозят, по информации с метки вы сразу определяете, падала коробка или нет».

В будущем спектр воздействий, влияющих на длину антенны, должен расшириться. Инженеры также попытаются сделать изменения рабочей частоты обратимыми.

Полная версия отчёта опубликована в статье:

Mohammad Rashed Khan, Gerard J. Hayes, Ju-Hee So, Gianluca Lazzi and Michael D. Dickey A frequency shifting liquid metal antenna with pressure responsiveness. – Appl. Phys. Lett. – 99. – P. 013501 (2011); doi:10.1063/1.3603961 (3 pages).