Nanostrutture

Nuovo metamateriale si trasforma in nuove forme

Nuovo metamateriale si trasforma in nuove forme

Un nuovo tipo di metamateriale progettato ha la capacità di cambiare forma in modo sintonizzabile, assumendo nuove proprietà.

Mentre la maggior parte dei materiali riconfigurabili possono alternare tra due stati distinti, il modo in cui un interruttore si accende o si spegne, la forma del nuovo materiale può essere regolata con precisione, calibrando le sue proprietà fisiche come desiderato. Il materiale, che ha potenziali applicazioni nell'immagazzinamento dell'energia di prossima generazione e nei micro-dispositivi bio-impiantabili, è stato sviluppato da un team congiunto Caltech-Georgia Tech-ETH Zurigo nel laboratorio di Julia R. Greer. (1)

Julia R. Greer. Ruben F. and Donna Mettler Professore di Scienza dei materiali, Meccanica e Ingegneria medica nella Divisione Ingegneria e Scienza applicata di Caltech, crea materiali a partire da blocchi di micro e nanoscala che sono disposti in architetture sofisticate che possono essere periodiche, come un reticolo.

La maggior parte dei materiali progettati per cambiare forma richiedono uno stimolo nel momento in cui assorbe l'acqua.

Al contrario, il nuovo nanomateriale si deforma attraverso una reazione di lega di silicio-litio guidata elettrochimicamente, il che significa che può essere finemente controllato per raggiungere qualsiasi stato "intermedio", rimanere in queste configurazioni anche dopo la rimozione dello stimolo ed essere facilmente invertito.

Ricetrasmettitore wireless più veloce del 5G

Ricetrasmettitore wireless più veloce del 5G

La nuova architettura del Chip, contenuto nel nuovo ricetrasmettitore wireless, consente un'elaborazione dei dati ultrarapida, con un minore consumo di energia

Un nuovo ricetrasmettitore wireless progettato dagli ingegneri elettronici dell'Università della California, Irvine aumenta le frequenze radio in territorio di 100 gigahertz, quadruplicando la velocità del prossimo 5G o dei standard di comunicazione wireless di quinta generazione.

Il congegno è stato battezzato dai suoi creatori, nei laboratori di circuiti integrati di comunicazione su scala nanometrica di UCI, con il nome di 'end-to-end transmitter-receiver'. Il chip di silicio da 4,4 millimetri è in grado di elaborare i segnali digitali in modo significativamente più veloce e più efficiente dal punto di vista energetico nell'ambito dell'architettura analogica. L'innovativo progetto del team è delineato in un documento pubblicato di recente sull'IEEE Journal of Solid-State Circuits. (1)

L'autore senior Payam Heydari, (2) direttore del NCIC Labs e professore di UCI di ingegneria elettrica e informatica, spiega: “chiamiamo il nostro chip 'beyond 5G' perché la velocità combinata di trasmissione dei dati che possiamo raggiungere è superiore di due ordini rispetto alla capacità del nuovo standard wireless. Inoltre, operare con una frequenza più alta significa che tutti noi possiamo fruire di una di larghezza di banda più consistente.”

Lo scienziato asserisce che i ricercatori universitari e gli ingegneri dei circuiti di comunicazione desiderano da tempo sapere se i sistemi wireless sono in grado di raggiungere alte prestazioni e velocità delle reti in fibra ottica. “Se una tale possibilità potesse realizzarsi, cambierebbe il settore delle telecomunicazioni perché l'infrastruttura wireless comporta molti più vantaggi rispetto ai sistemi cablati”, ha affermato Payam Heydari.

Un piccolo motore che cammina per svolgere compiti

Un piccolo motore che cammina per svolgere compiti

Il nuovo motore mobile del MIT potrebbe assemblare strutture complesse, inclusi altri robot.

Anni fa, il professore del MIT Neil Gershenfeld (1) ebbe un pensiero audace. Affascinato dal fatto che tutte le cose viventi del mondo sono costruite con combinazioni di soli 20 amminoacidi, si chiedeva: è possibile creare un kit di appena 20 parti fondamentali da utilizzate per assemblare tutti i diversi prodotti tecnologici del mondo?

Da allora, il professor Neil Gershenfeld e i suoi studenti hanno fatto progressi costanti in quella direzione. Il loro ultimo risultato, recentemente presentato in una conferenza internazionale sulla robotica, consiste in una serie di cinque minuscole parti fondamentali che possono essere assemblate in un'ampia varietà di dispositivi funzionali, tra cui un minuscolo motore che può spostarsi avanti e indietro su una superficie o girare gli ingranaggi di una macchina.

In precedenza, il professor Neil Gershenfeld e i suoi studenti hanno dimostrato che le strutture assemblate da molte piccole e identiche subunità possono avere numerose proprietà meccaniche. (2) Successivamente, hanno dimostrato che una combinazione di tipi di parti rigide e flessibili può essere utilizzata per creare ali di aeroplano che si trasformano, (3) un obiettivo di lunga data nell'ingegneria aerospaziale.

Il loro ultimo lavoro, che sarà presentato alla Conferenza internazionale sulla manipolazione, automazione e robotica (MARSS) ad Helsinki, in Finlandia, aggiunge componenti per il movimento e la logica in un progetto di Neil Gershenfeld e Will Langford, (4) studente del MIT selezionato come migliore allievo per la conferenza.

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