Další úspěch nanotechnologie: Antény ve spreji

Karel Javůrek  |  Věda

Technologie antén, které jsou určeny pro bezdrátový přenos informací, se během posledního století příliš nezměnila. Přichází ale nanotechnologie s novými možnostmi.

Aténa změnila lidstvo možná víc, než si uvědomujeme. Miliony let lidé mezi sebou komunikovali pomocí standardních součástí, kterými je vybavila sama evoluce. Ať už se jedná o hlasivkové svaly, oči, sluch a další smyslové orgány na našem těle. Přitom to jsou většinou přijímače či vysílače zvukových či elektromagnetických vln.

Tip: přečtěte si článek Lidské tělo je zastaralý hardware bez záruky.

Realita a okolní prostředí má zkrátka (matematický) fyzikální základ. Bylo pouze otázkou času, než si lidstvo osvojí fungování těchto základů a uskuteční přenos informace pomocí vlastního vyrobeného přístroje. Základy elektromagnetismu položili známí vědci jako James Clerk Maxwell, Michael Faraday či Heinrich Hertz.

Přenášíme informace neviditelnou formou, na obrovské vzdálenosti a už nám to vůbec nepřijde jako nemožný zázrak z vědeckofantastických představ. A tak je to se vším, na co si člověk zvykne jako na nový standard.

Michael Faraday ve své laboratoři, obraz od Harrieta Moorea (Zdroj: Wikipedia)
Michael Faraday ve své laboratoři, obraz od Harrieta Moorea (Zdroj: Wikipedia)

Již v devatenáctém století se objevily první formy vysílače a přijímače (antény). Technologie se mírně vylepšovala a vznikly různé druhy antén, které byly určeny pro různé vzdálenosti či úlohy. Částečně se vyvíjela i jejich efektivita.

Základ se přitom do dnešních dnů příliš nezměnil. Moderní elektronická zařízení jsou ale stále menší a úspornější, takže se nedá nic dělat, na problém s anténami se vrhla nanotechnologie.

Anténa ve spreji, nanotechnologie v praxi

Ovládnutí miniaturizace a jednotlivých atomů přináší i výrazné změny pro technologii antén. Na letošní konferenci Google „Solve for X“, která se zabývá novými řešeními současných problémů, vystoupil Anthony Sutera, šéf společnosti Chamtech. Ta úspěšně vyvinula sprej, jehož složení vytvoří takřka na jakémkoli povrchu nanotechnologický povlak fungující jako velmi výkonná a efektivní anténa.

Nejedná se sice o úplnou novinku, ale dle současného stavu můžeme předpokládat, že by se tato technologie mohla komerčně prosadit již během nejbližších let. A možnosti použití jsou skutečně velké.

Stromy, budovy i mobilní zařízení

Technologie antén ve spreji byla již podrobně prozkoumána především v rámci vojenské výzkumné agentury DARPA. Výsledky jsou více než dobré. Tento typ antény se totiž velmi hodí pro vojenské účely v zapadlých koutech světa, kde není žádná forma běžného připojení k síti a tedy snadného spojení.

Dle testů podává tato technologie mnohem lepší výsledky než běžné přenosné a výkonné antény, které jsou v současnosti používány. Rozdíl výkonu je několikanásobný a přidává se mnohem lepší efektivita a spotřebovaná energie. Podrobná čísla ale Chamtech neuvádí. Testy proběhly i pod vodní hladinou, kde byly výsledky rovněž výborné.

Představa budoucího využití „nanoantén“ dle Chamtechu
Představa budoucího využití „nanoantén“ dle Chamtechu

Majitel Chamtechu v této oblasti podniká již přes dvacet let a vlastní i řadu patentů. Představil budoucí možnosti, které mohou změnit pohled na to, co a kde je vlastně anténa.

Nanotechnologický postřik by totiž mohl být součástí každé budovy, která by sloužila zároveň jako vysílač a přijímač. Vyzařovaný výkon je přitom potřeba mnohem menší než při použití běžných antén, takže má i menší vliv na okolní prostředí.

Vyzkoušen byl také prototyp této nanoantény na povrchu mobilního zařízení, kde byl naměřen až o 20 dB lepší signál, než při použití klasické antény. Vše je navíc úspornější, a pokud se zaměříme na spotřebu, je použití nejrůznějších antén jedna z hlavních složek, která vybíjí baterie nejrychleji.

Anthony Sutera na videu hovoří o možnostech nanotechnologických antén:

Bezdrátová budoucnost?

S přenosem informací pomocí elektromagnetických vln souvisí i přenos energie. Velkým problémem v této oblasti je ale vysoká ztrátovost, což by se mohlo v budoucnu vyřešit právě vyšší efektivitou vysílačů a přijímačů.

Pokud by taková vize byla reálná, nebude problém mít kdekoli k dispozici násobně vyšší rychlosti přenosu dat než dnes. S tímto typem antén můžeme ve vzdálených oblastech bez problému využít satelitní signál. V obydlených městech budou mít všechny přístroje takřka všude dostatečný signál a všudypřítomnost umožní větší efektivitu a nižší potřebný výkon antén i v samotných zařízeních.

Komunikace a možnost přenosu informací se tak opět dostane na další úroveň. Toto řešení plošných antén na povrchu je navíc bezpečnější než jediná anténa kdesi na jedné budově, která se může poškodit nebo mít jiné problémy. Stejně jako se stal samozřejmostí vzduch, elektřina a internet, může být „zítra“ samozřejmé právě takové bezdrátové všudypřítomné spojení.

Nejčtenější