Primer sintonizador de frecuencia sin energía que usa nanomateriales

Investigadores de la Universidad de Oxford y la Universidad de Pensilvania han encontrado una forma de sintonización de frecuencia ultrarrápida y sin energía utilizando nanocables funcionales.

Estos nanocables de cambio de fase podrían servir como los filtros y sintetizadores de frecuencia sintonizables definitivos para el futuro de las redes IoT (Internet de las Cosas) y 5G.

Piensa en una orquesta calentando antes de la actuación. El oboe comienza a tocar una nota A perfecta a una frecuencia de 440 Hz mientras todos los demás instrumentos se ajustan a esa frecuencia. La tecnología de las telecomunicaciones se basa en este mismo concepto de hacer coincidir las frecuencias de los transmisores y receptores. En la práctica, esto se logra cuando ambos extremos del enlace de comunicación sintonizan el mismo canal de frecuencia.

En las colosales redes de comunicaciones de hoy en día, la capacidad de sintetizar de manera confiable tantas frecuencias como sea posible y cambiar rápidamente de una a otra es primordial para una conectividad perfecta.

Los nuevos nanocables consisten en un vidrio de calcogenuro (telururo de germanio) que resuenan a frecuencias predeterminadas, al igual que las cuerdas de una guitarra. Para ajustar la frecuencia de estos resonadores, los investigadores cambian la estructura atómica del material, lo que a su vez cambia la rigidez mecánica del propio material.

Esto difiere de los enfoques existentes que aplican tensión mecánica en las nanocuerdas de forma similar a afinar una guitarra usando las clavijas de afinación. Esto se traduce directamente en un mayor consumo de energía porque las clavijas no son permanentes y requieren un voltaje para mantener la tensión.

Utku Emre Ali, de la Universidad de Oxford, quien completó la investigación como parte de su trabajo de doctorado, dijo en un comunicado: “Al cambiar la forma en que los átomos se unen entre sí en estos vidrios, podemos cambiar el módulo de Young en unos pocos nanosegundos. El módulo de Young es una medida de la rigidez y afecta directamente la frecuencia a la que vibran las nanocuerdas”.

Los ingenieros estiman además que su enfoque podría funcionar un millón de veces más eficientemente que los sintetizadores de frecuencia comerciales y ofrecer una afinación entre 10 y 100 veces más rápida. Aunque mejorar las tasas de ciclabilidad y las técnicas de lectura es una necesidad para la comercialización, estos resultados iniciales podrían significar tasas de datos más altas con baterías de mayor duración en el futuro.

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