|
№ 31 (4136) |
Нанотехнологии в мобильникахПрогресс в области нанотехнологий обещает в корне изменить наши представления о мобильном телефоне. Радиопередатчики размером с человеческий волос, новые системы регистрации звука, жидкие линзы для экранов смартфонов, нанодатчики для определения химического состава воздуха – вот лишь малая часть «начинки» мобильников будущего. Вице-президент по исследованиям компании Bell Labs Дэвид Бишоп (David Bishop) сообщил, что в его компании по заказу Агентства перспективных оборонных исследований США DARPA ведутся работы по созданию телефона на базе нанотехнологий с радиопередатчиками размером с человеческий волос. Как сообщает Space Daily, их можно будет использовать, в частности, для мониторинга процессов внутри живых клеток – измерения химических потенциалов, электрических полей и давления. «Это также дает нам возможность довести технологию до ее предельных возможностей, – заявил господин Бишоп. – Благодаря нанотехнологиям станет возможным снизить стоимость, расширить технологические возможности телефонов и уменьшить энергопотребление». К разряду наиболее дорогостоящих и энергоемких относятся компоненты мобильных телефонов, отвечающие за получение и передачу данных. Радиочастотные усилители, используемые в сотовых телефонах, представляют собой горячие вольфрамовые нити с КПД порядка 10%. Они буквально «пожирают» энергию батарей. В отличие от них, массив углеродных нанотрубок на кремниевых пластинах может выполнять ту же роль, но потребляя при этом лишь малую долю энергии. Ведутся также разработки более эффективных пьезоэлектрических нанофильтров для селекции паразитных сигналов, а также катушек индуктивности с использованием технологий самосборки и новых систем регистрации звука, в которых будет использоваться не один микрофон, а несколько. «У нас есть два уха, что позволяет определять направление источника звука, а также концентрировать восприятие на определенном разговоре в шумном помещении, – поясняет господин Бишоп. – Наличие нескольких микрофонов позволит обеспечить максимальную чувствительность для требуемого источника и минимальную – для всех остальных. Тем самым станет возможным снизить шумы при разговоре». По его словам, микрофоны, которые станут в прямом смысле слова «микрофонами», также будут создаваться из различных композитных материалов с использованием методов нанотехнологий и самосборки, обеспечивающих низкую стоимость и простоту сборки. Не забыты и камерофоны – в лабораториях создаются жидкие линзы, воспроизводящие особенности строения человеческого глаза. «Жесткие линзы, устанавливаемые в сотовых телефонах сегодня, чувствительны к многочисленным дрожаниям, из-за которых качество изображения ухудшается. В то же время человеческий глаз продолжает держать наблюдаемый объект в центре внимания. Оптика камерофонов также нуждается в подавлении дрожаний. Мы хотим сделать нашу оптику такой же функциональной, как и человеческий глаз», – говорит господин Бишоп. Жидкая линза позволяет менять ее фокусное расстояние. При этом сама капелька жидкости, играющая роль линзы, «зажата» между прозрачными пластинками, покрытыми нанопленками, снижающими вязкость, что позволяет капельке жидкости быстро менять свое положение, удерживая объект в фокусе. «Они малы, потребляют мало энергии и дешевы», – подчеркивает достоинства жидких линз господин Бишоп. Особое внимание уделяется аккумуляторам. Специалисты ведут разработку батареи, которая будет создаваться с помощью процессов, используемых при производстве полупроводниковых устройств. Прототип такой батареи уже работает, однако пока что батарея не допускает перезарядки. Специалисты компании ведут работу над созданием многократно перезаряжаемой батареи – причем на саму ее перезарядку будет уходить значительно меньше времени, чем в настоящее время. Телефоны пополнятся также микромагнитометрами, которые будут играть роль компаса, и GPS-приемниками. Станет возможным определять не только точные координаты мобильного телефона, но и его положение в пространстве. Это приведет к появлению сервисов, позволяющих запрашивать и отображать на экране телефона требуемое направление. Дальнейшие планы ученых похожи даже не на фантастику, а на чистое прожектерство. В частности, уже ведутся работы над созданием устройства размером с мяч, которое позволит обрабатывать петабитные (миллиарды гигабит) объемы данных. «Если все мобильные абоненты в мире позвонят друг другу одновременно, объем данных составит как раз примерно петабит, – говорит господин Бишоп. – Для обработки подобных потоков информации потребуется целый город из одной электроники и атомная электростанция впридачу». В представлении специалистов, в петабитном коммутаторе будут использоваться микрозеркала, создаваемые на кремниевой подложке методами самосборки, а также нанотехнологическими методами. Они позволят обрабатывать и оптические, и электрические сигналы, причем с намного большей эффективностью и скоростью, нежели это возможно сегодня. Но и это не все. В будущем мобильные телефоны оснастят нанодатчиками, определяющими химический состав окружающей среды. «Электронный нос», улавливающий наличие в воздухе тех или иных химикатов, станет повседневной реальностью. В целом можно констатировать, что в представлениях американских разработчиков телефон будущего – это предельно многофункциональное устройство, а не «просто телефон». «Наша цель – не ограничивать телефон только лишь аудио- и видеофункциями, но оснастить его датчиками запахов, вибрации, а также всем тем набором детекторов, которые ныне используются в биологии», – резюмирует господин Бишоп. |