Malowanie radiowymi mikroczujnikami

Mikroskopijne czujniki radiowe umieszczone w farbie mogłyby przy pomocy dźwięku określać, czy takie artykuły, jak wino, albo lody są przechowywane we właściwych warunkach, albo umieszczone w sercu zapobiegać arytmii.

Naukowcy z BAE Systems opracowali miniaturowe czujniki bezprzewodowe, które mogą być zasilane promieniowaniem obecnym w atmosferze.

Karl Brommer, inżynier z BAE Systems bada tę technologię opartą na etykietach RFID od 2002 roku. „Ludzie narzekają, że większa część kosztów produkcji etykiet RFID nie wiąże się z budową samego obwodu, ale z umieszczeniem go na etykiecie.” – powiedział Brommer.

Brommer zaproponował rozwiązanie, które przypomina nieco drukarkę atramentową, która wypluwa całe zespoły identycznych modułów radiowych, dzięki czemu możliwe jest tworzenie technologii czujników dla znacznie bardziej wyszukanych zastosowań niż klasycznej technologii RFID.

Inne firmy również pracują nad podobnymi koncepcjami, jednakże technologia BAE Systems dysponuje unikatowym rozwiązaniem, które pozwala działać bez baterii praktycznie w nieskończoność.

„Mogłyby one wykorzystywać promieniowanie telefonów komórkowych, czy telewizorów obecne w atmosferze.” – powiedział Brommer.

Farba zawierać może czujniki radiowe podobnie jak inne miniaturowe elementy elektroniczne i może być elementem elastycznej, czy organicznej elektroniki.

„Nie ma minimalnej ilości koniecznej do działania.” – powiedział Brommer. „Jeśli masz ich więcej, możesz zacząć tworzyć grupy radiowych czujników, które emitują spójnie, albo możesz stworzyć system komunikacji, w którym każdy czujnik wysyła pakiet informacji.”

W celu przechwycenia sygnału emitowanego przez nanofarbę, naukowcy wykorzystają paraboliczną antenę talerzową oraz potężny wzmacniacz.

Jednym z zastosowań mogłoby być zastąpienie RFID jako niedrogich długowiecznych czujników. Naklejka wyposażona w nową technologię mogłaby być przyczepiona do każdego pudełka lodów. Gdy ładunek dociera do miejsca przeznaczenia, można zgrać informacje o temperaturze rejestrowanej co trzy minuty przez całe miesiące.

Rejestrowanie dźwięku wymagałoby większej ilości danych. „Gdy obaj ze sobą rozmawiamy, każdy z nas mówi przez mniej więcej jedna trzecią czasu konwersacji i aby coś z tego zrozumieć, konieczne by było regularne próbkowane. Musiałbyś na grać i wyemitować 600 bitów na sekundę.” – powiedział Brommer. „To może być dużo jak na jedno radio, musielibyśmy więc opracować rodzaj schematu, w którym wszystkie nagrane informacje byłyby w czasie retransmitowane.”

Brommer zainteresował się również potencjalnymi medycznymi aplikacjami nanofarby, która mogłaby posłużyć do umieszczenia wewnątrz ludzkiego ciała nanokropek kwantowych monitorujących funkcje życiowe.

„Wadą kropek kwantowych jest to, że trudno je kontrolować, a do komunikacji z nimi służy wyłącznie laser.” – powiedział Brommer.

Brommer podkreśla, że farba radiowa jest technologią zupełnie nową i mogą minąć lata nim uda się ja praktycznie wykorzystać. „To tak jak z mikroprocesorami; gdy pojawiły się po raz pierwszy, nikt nie wyobrażał sobie, że będą one sterować samochodami, czy znajdować się w zegarkach na rękę.” –dodał.

(lk)