Des chercheurs développent le premier tuner de fréquence sans courant au monde à l’aide de nanomatériaux

Des chercheurs développent le premier tuner de fréquence sans courant au monde à l'aide de nanomatériaux

Illustration du syntoniseur de fréquence sans alimentation. 1 crédit

Dans un article publié aujourd’hui dans Communication Naturedes chercheurs de l’Université d’Oxford et de l’Université de Pennsylvanie ont trouvé un moyen de réglage de fréquence sans alimentation et ultra-rapide à l’aide de nanofils fonctionnels.

Pensez à un orchestre qui s’échauffe avant la représentation. Le hautbois commence à jouer un la parfait à une fréquence de 440 Hz tandis que tous les autres instruments s’ajustent à cette fréquence. La technologie des télécommunications repose sur ce concept même d’adaptation des fréquences des émetteurs et des récepteurs. En pratique, ceci est réalisé lorsque les deux extrémités de la liaison de communication s’accordent sur le même canal de fréquence.

Dans les réseaux de communication colossaux d’aujourd’hui, la capacité de synthétiser de manière fiable autant de fréquences que possible et de passer rapidement de l’une à l’autre est primordiale pour une connectivité transparente.

Des chercheurs de l’Université d’Oxford et de l’Université de Pennsylvanie ont fabriqué des nanocordes vibrantes d’un verre de chalcogénure (tellurure de germanium) qui résonnent à des fréquences prédéterminées, tout comme des cordes de guitare. Pour régler la fréquence de ces résonateurs, les chercheurs modifient la structure atomique du matériau, ce qui modifie à son tour la rigidité mécanique du matériau lui-même.

Cela diffère des approches existantes qui appliquent une contrainte mécanique sur les nanocordes similaire à l’accord d’une guitare à l’aide des chevilles d’accord. Cela se traduit directement par une consommation d’énergie plus élevée car les chevilles ne sont pas permanentes et nécessitent une tension pour maintenir la tension.






Crédit : Université d’Oxford

Utku Emre Ali, de l’Université d’Oxford, qui a terminé la recherche dans le cadre de son travail de doctorat, a déclaré :

“En modifiant la façon dont les atomes se lient les uns aux autres dans ces verres, nous sommes capables de modifier le module de Young en quelques nanosecondes. Le module de Young est une mesure de la rigidité et affecte directement la fréquence à laquelle les nanocordes vibrent.”

Le professeur Ritesh Agarwal de l’Université de Pennsylvanie, qui a collaboré à l’étude, a découvert pour la première fois un mécanisme unique qui a modifié la structure atomique de nouveaux nanomatériaux en 2012.

“L’idée que notre travail fondamental puisse avoir des conséquences dans une démonstration aussi intéressante dans plus de 10 ans est une leçon d’humilité. Il est fascinant de voir comment ce concept s’étend aux propriétés mécaniques et à quel point cela fonctionne”, a déclaré le professeur Agarwal.

Le professeur Harish Bhaskaran, Département des matériaux de l’Université d’Oxford, qui a dirigé les travaux, a déclaré :

“Cette étude crée un nouveau cadre qui utilise des matériaux fonctionnels dont la propriété mécanique fondamentale peut être modifiée à l’aide d’une impulsion électrique. C’est passionnant et nous espérons que cela inspirera le développement de nouveaux matériaux optimisés pour de telles applications.”

Les ingénieurs estiment en outre que leur approche pourrait fonctionner un million de fois plus efficacement que les synthétiseurs de fréquences commerciaux tout en offrant un réglage 10 à 100 fois plus rapide. Bien que l’amélioration des taux de cyclabilité et des techniques de lecture soit une nécessité pour la commercialisation, ces premiers résultats pourraient signifier des débits de données plus élevés avec des batteries plus durables à l’avenir.

“La modulation des propriétés nanomécaniques en temps réel en tant que cadre pour les NEMS accordables” est publiée dans Communication Nature.


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Plus d’information:
Utku Emre Ali et al, Modulation des propriétés nanomécaniques en temps réel comme cadre pour les NEMS accordables, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-29117-7

Fourni par l’Université d’Oxford

Citation: Des chercheurs développent le premier tuner de fréquence sans alimentation au monde utilisant des nanomatériaux (18 mars 2022) récupéré le 18 mars 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-03-world-power-free-frequency-tuner-nanomaterals. html

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