Растягивающаяся антенна для носимых устройств по контролю за состоянием здоровья

Исследователи из университета North Carolina State University разработали новую, растягивающуюся антенну, которая встраивается в носимые устройства, такие как приборы для контроля за состоянием здоровья.

Очень гибкая антенна содержит серебряные нанопроводники и может встраиваться в любые носимые приборы по контролю за состоянием здоровья (смотрите фото ниже).

“Многие исследователи – включая нашу лабораторию – разработали прототипы датчиков для носимых систем контроля здоровья, но для таких устройств необходимо разрабатывать антенны, которые можно легко интегрировать, для передачи данных, поступающих от датчиков, что позволяет контролировать состояние пациентов или проводить диагностику”, говорит доктор Йонг Жу (Yong Zhu), доцент механической и аэрокосмической инженерии университета NC State и основной автор документа, описывающего данную работу.

Исследователи хотели разработать антенну, которая бы легко растягивалась, свертывалась или скручивалась, но затем всегда возвращалась к своей первоначальной форме, поскольку носимые устройства могут легко подвергаться различным нагрузкам при передвижении пациентов.

Для создания упругой и эластичной антенны исследователи использовали трафарет для нанесения серебряных нанопроводников в специальном образце и затем выливали жидкий полимер на эти нанопроводники. Когда жидкий полимер затвердевал, он образовывал эластичный композитный материал, который имел внедренные нанопроводники в требуемом образце.

Данный структурированный материал формирует излучающий элемент микрополосковой внутренней антенны. Изменяя форму и размеры излучающего элемента, исследователи могут управлять частотой, при которой антенна отправляет и получает сигналы. Далее излучающий элемент связывается с “заземляющим” слоем, который изготовлен из аналогичного композитного материала, за исключением того, что он имеет непрерывный внедренный слой серебряных нанопроводников.

Исследователи также узнали, что если частота антенны неизменна, когда антенна растянута (поскольку это приводит к изменению ее размеров), то эта частота остается в пределах определенного диапазона. “Это означает, что антенна эффективно связывается с удаленным оборудованием, когда она растянута”, говорит Адамс (Adams).

“Кроме того, антенна возвращается к своей первоначальной форме и продолжает работать даже после значительной деформации, изгиба, скручивания или свертывания”. Поскольку частота изменяется почти линейно при растяжении, антенну можно также использовать в качестве беспроводного тензодатчика.

“Другие ученые разработали растягивающиеся датчики, которые используют, например, жидкий металл”, говорит Жу. “Наша технология достаточно проста, может легко интегрироваться непосредственно в сами датчики и довольно легко масштабируется”.

Работа над новой, растягивающейся антенной основана на предыдущих исследованиях лаборатории Жу по созданию эластичных проводников и многофункциональных датчиков на базе серебряных нанопроводников.

Источник новости