Sintonizador feito com nanocordas de vidro pode revolucionar telecomunicações

Sintonizador feito com nanocordas de vidro pode revolucionar telecomunicações

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 23 de Março de 2022 às 11h30
Reprodução/University of Oxford

Pesquisadores da Universidade de Oxford, na Inglaterra, desenvolveram o primeiro sintonizador de frequência do mundo que não precisa de energia para funcionar. Eles utilizaram nanocordas de vidro de calcogeneto — conhecido como telureto de germânio — que vibram como as cordas de um violão.

Outra vantagem desse sistema é que ele proporciona um ajuste ultrarrápido dos parâmetros, fator fundamental para as redes de comunicação atuais que precisam sintetizar o maior número possível de frequências, e alternar entre elas, para garantir uma conectividade perfeita.

“Pense em uma orquestra se aquecendo antes da apresentação. O oboé começa a tocar uma nota na frequência de 440 Hz enquanto todos os outros instrumentos se ajustam a ele. A tecnologia de telecomunicações se baseia neste mesmo conceito de combinar as frequências de transmissores e receptores. Na prática, nós usamos nanomateriais para encurtar esse caminho”, explica o professor Harish Bhaskaran.

Nanofios funcionais

Para ajustas as frequência desses ressonadores, os cientistas trocaram a estrutura atômica do material, alterando sua rigidez mecânica. Isso vai contra as abordagens atuais que aplicam estresse físico nas nanocordas, como se alguém estivesse usando tarraxas de madeira para afinar um violão ao esticar suas cordas.

Imagem ampliada dos nanofios de vidro de calcogeneto (Imagem: Reprodução/University of Oxford)

Esse método mais antigo requer um consumo elevado de energia porque os pinos não são permanentes e exigem um esforço muito maior para manter a tensão. Isso faz com que todo o processo se torne lento e ineficiente, já que o ajuste dos nanofios precisa ser feito periodicamente.

“Ao alterar a forma como os átomos se ligam uns aos outros nestes vidros de calcogeneto, conseguimos alterar o módulo de Young — medida de rigidez que afeta diretamente a frequência na qual as nanocordas vibram — em alguns nanossegundos, o que é extremamente rápido”, acrescenta o doutorando em engenharia de materiais Utku Emre Ali, coautor do estudo.

Alta velocidade

Segundo os pesquisadores, esse novo sistema é um milhão de vezes mais eficiente do que os sintetizadores de frequência usados atualmente. Além disso, as nanocordas de vidro de calcogeneto oferecem um ajuste de parâmetros mais preciso, com uma velocidade de 10 a 100 vezes maior.

Esquema de funcionamento dos ressonadores durante o ajuste de várias frequências (Imagem: Reprodução/University of Oxford)

Os cientistas acreditam que, embora melhorar as taxas de transmissão e as técnicas de leitura de dados seja algo essencial para as empresas de telecomunicação, os resultados obtidos até agora com esse novo estudo mostram que também é possível enviar e receber informações em bandas muito mais largas, gastando menos energia.

“Esse estudo cria uma estrutura inovadora ao usar nanomateriais funcionais cuja propriedade mecânica fundamental pode ser alterada usando um simples pulso elétrico. Isso é emocionante e nossa esperança é que inspire o desenvolvimento de novos materiais otimizados, revolucionando todo o sistema de telecomunicações”, prevê o professor Harish Bhaskaran.

Fonte: University of Oxford

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