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Las antenas de grafeno permitirían descargas inalámbricas de Terabit
¿Quiere cargar de forma inalámbrica cientos de películas a un dispositivo móvil en unos segundos? Los investigadores de Georgia Tech han elaborado planos para una antena inalámbrica hecha de láminas de carbono delgadas como átomos, o grafeno, que podría permitir velocidades de transferencia de terabit por segundo a distancias cortas.
Es un volumen gigantesco de ancho de banda. Hoy en día, si intentas copiar todo de una computadora a otra de forma inalámbrica, lleva horas. Si tiene esto, puede hacer todo en un segundo, boom, dice Ian Akyildiz , director del laboratorio de redes inalámbricas de banda ancha en Georgia Tech.
Se podría hacer un terabit por segundo en un rango de aproximadamente un metro usando una antena de grafeno, lo que permitiría obtener 10 películas de alta definición al pasar el teléfono frente a otro dispositivo durante un segundo. Akyildiz y sus colegas también han calculado que en rangos aún más cortos, como unos pocos centímetros, son teóricamente posibles velocidades de datos de hasta 100 terabits por segundo.
El grafeno es una hoja de carbono de solo un átomo de espesor, en una estructura de panal, y tiene muchas propiedades electrónicas deseables. Los electrones se mueven a través del grafeno prácticamente sin resistencia, de 50 a 500 veces más rápido que en el silicio.
Para hacer una antena, dice el grupo, el grafeno podría moldearse en tiras estrechas de entre 10 y 100 nanómetros de ancho y un micrómetro de largo, lo que le permite transmitir y recibir a la frecuencia de terahercios, que corresponde aproximadamente a esas escalas de tamaño. Las ondas electromagnéticas en la frecuencia de terahercios interactuarían entonces con las ondas plasmónicas (oscilaciones de electrones en la superficie de la tira de grafeno) para enviar y recibir información.
Un documento que describe el diseño y los cálculos relacionados aparecerá en IEEE Revista de áreas seleccionadas en comunicación después en este año. El documento se basa en otras investigaciones sobre las propiedades electrónicas del grafeno, pero es el primero en calcular las configuraciones óptimas de las antenas.
Esto señala y proporciona un conjunto de cálculos clásicos sobre estimaciones de tamaños y rendimiento: señala que hay algo que vale la pena aquí, dice Phaedon Avouris, miembro de IBM que dirige el grafeno y otras tecnologías a escala nanométrica en IBM Research en Yorktown Heights. Nueva York. No resuelve todo el problema, pero señala una oportunidad.
Además de facilitar la comunicación de alta velocidad entre dispositivos, las antenas de grafeno podrían permitir conexiones inalámbricas más rápidas entre componentes a nanoescala en chips. Las antenas hechas de grafeno se pueden hacer mucho más pequeñas en todas las dimensiones que una antena de alambre de metal. Se puede hacer del orden de un micrómetro o unos pocos nanómetros, dice Avouris. El significado es que la antena se puede incorporar en un objeto muy pequeño.
Por supuesto, quedan innumerables desafíos por delante. Las antenas no funcionan solas; dependen de muchos otros componentes, como generadores y detectores de señales, amplificadores y filtros, todos los cuales tendrían que fabricarse a escalas similares y con velocidades similares para hacer un dispositivo completo.
Los investigadores también deben averiguar cómo realizar la fabricación. Trabajar con el material es extremadamente complicado, porque sus propiedades cambian cuando entra en contacto con otros materiales.
Sin embargo, el grupo Georgia Tech espera hacer un prototipo de antena dentro de un año, agregó Akyildiz, y otros componentes después de eso.
Los cálculos son el último testimonio de las sorprendentes posibilidades del grafeno, que se considera que proporciona transistores, energía fotovoltaica y otros dispositivos electrónicos de alto rendimiento (consulte las sugerencias de investigación sobre el potencial fotovoltaico del grafeno y los transistores de grafeno).