Nanotecnologia real: cientistas apresentaram ressonadores de frequência independentes de energia feitos de nanocordas de vidro

Cientistas da Universidade de Oxford e da Universidade da Pensilvânia propuseram uma tecnologia para agilidade de frequência independente de energia nos nós de recepção e transmissão de equipamentos de comunicação de rádio. Isso é semelhante à invenção da memória flash não volátil, apenas na engenharia de rádio. A solução proposta não só reduzirá o consumo de dispositivos de comunicação, mas também abrirá caminho para o uso de materiais que alteram suas propriedades mecânicas em resposta a um sinal elétrico.

Fonte da imagem: Nature Communications

Há alguns anos, os autores de um estudo premiado com publicação em uma das mais prestigiadas publicações – Nature Communications, pensavam na aplicação prática de propriedades mecânicas controladas e reversíveis de materiais com mudança no estado de fase da matéria. Esses materiais são usados ​​há muito tempo para fabricar memória PRAM (ou PCRAM). Um excelente exemplo dessa memória é a memória Intel 3D XPoint e as unidades Optane. Na verdade, os cientistas levaram para o trabalho material do mesmo grupo de calcogênios, que é usado no 3D XPoint e em outras versões da memória PRAM.

Os calcogenídeos sob a influência do aquecimento e após o resfriamento são capazes de alterar sua estrutura atômica – para se tornar dielétricos amorfos ou cristais condutores. A mesma propriedade dos calcogênios é utilizada em CDs ópticos regraváveis, DVDs e outros discos, contando apenas com óptica. Os pesquisadores criaram nanostrings de calcogeneto de telureto de germânio em ressonadores de frequência, cujo aquecimento de curto prazo alterou suas propriedades físicas.

Sob a ação de pulsos curtos, as nanocordas passaram de um estado amorfo para um estado cristalino com muitos estados intermediários. Assim, alteraram o módulo de elasticidade normal (módulo de Young). Consequentemente, as frequências de ressonância também mudaram. Após a reestruturação, a energia não era mais necessária para manter a frequência ressonante definida, enquanto para todas as implementações modernas de tais soluções nos caminhos do transceptor de dispositivos de rádio, a energia é sempre necessária. Além disso, o rearranjo da estrutura atômica dos ressonadores ocorre 10 a 100 vezes mais rápido do que no caso de soluções modernas.

«Esta pesquisa cria uma nova base para o uso de materiais funcionais cujas propriedades mecânicas fundamentais podem ser alteradas com um impulso elétrico. Isso é muito interessante e esperamos que inspire o desenvolvimento de novos materiais otimizados para tais aplicações”, disse um dos principais autores do artigo.