MIT entwickelt verformbare Meta-Antenne für mehrere Funkstandards
Forscher am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine neuartige Antenne entwickelt, die ihre Frequenzbereiche durch Veränderung ihrer Form anpassen kann. Das kann Platz, Material und Energie sparen.
Durch Biegen, Strecken oder Zusammendrücken ändern sich ihre Resonanzfrequenzen. Damit kann ein einziges Gerät verschiedene Funkstandards unterstützen. Einsatzmöglichkeiten reichen von der drahtlosen Energieübertragung für tragbare Geräte über Bewegungsverfolgung in Augmented-Reality-Anwendungen bis hin zu flexibler Kommunikationstechnik.
Prototypen der Meta-Antenne
"Das Besondere an Metamaterialien ist, dass sich mit ihrer geometrischen Struktur die Komplexität mechanischer Systeme stark reduzieren lässt", erklärte Studienleiterin Marwa AlAlawi, Maschinenbau-Doktorandin am MIT. Ein Prototyp zeigte bereits, dass die Antenne ihre Resonanzfrequenz um 2,6 Prozent verschieben kann - genug, um in einem Kopfhörer unterschiedliche Betriebsmodi zu ermöglichen.
Gefertigt wird die Antenne, indem eine Gummischicht mit einem Laser zugeschnitten und anschließend mit einer leitfähigen Beschichtung versehen wird. Um die Haltbarkeit zu gewährleisten, erhielt die Struktur zusätzlich eine flexible Acrylschicht. In Tests erwies sich die Konstruktion als äußerst robust: Sie überstand mehr als 10.000 Verformungen ohne Schaden.
Um die Technologie zugänglicher zu machen, hat das MIT-Team zudem ein digitales Konstruktionswerkzeug entwickelt. Damit lassen sich maßgeschneiderte Antennen am Computer entwerfen, simulieren und anschließend mit dem Laser präzise herstellen. Für die Zukunft planen die Forschenden dreidimensionale Varianten der Meta-Antenne, erweiterte Funktionen für ihr Design-Tool und eine noch höhere Materialbeständigkeit.
Siehe auch:
- MIT entwickelt verformbare Meta-Antenne, die Frequenzen durch Formänderung anpasst
- Flexible Metamaterialien ersetzen starre Metallstäbe und sparen Platz und Energie
- Durch Verformung ändert die Antenne ihre Resonanzfrequenz um bis zu 2,6 Prozent
- Robuste Konstruktion mit leitfähiger Beschichtung übersteht mehr als 10000 Verformungen
- Einsatzgebiete reichen von Energieübertragung bis hin zu Bewegungsverfolgung
- Zusätzlich als Sensor einsetzbar, der Atmung oder Lichtverhältnisse registrieren kann
- Digitales Konstruktionswerkzeug erleichtert die Entwicklung maßgeschneiderter Antennen
Flexibles Bauteil
Das flexible Bauteil, das als "Meta-Antenne" bezeichnet wird, basiert auf sogenannten Metamaterialien - speziellen Werkstoffen, deren Eigenschaften nicht vom Material selbst, sondern von ihrer geometrischen Struktur bestimmt werden. Im Unterschied zu herkömmlichen, starren Metallstäben lässt sich die Meta-Antenne verformen.Durch Biegen, Strecken oder Zusammendrücken ändern sich ihre Resonanzfrequenzen. Damit kann ein einziges Gerät verschiedene Funkstandards unterstützen. Einsatzmöglichkeiten reichen von der drahtlosen Energieübertragung für tragbare Geräte über Bewegungsverfolgung in Augmented-Reality-Anwendungen bis hin zu flexibler Kommunikationstechnik.
Prototypen der Meta-Antenne
"Das Besondere an Metamaterialien ist, dass sich mit ihrer geometrischen Struktur die Komplexität mechanischer Systeme stark reduzieren lässt", erklärte Studienleiterin Marwa AlAlawi, Maschinenbau-Doktorandin am MIT. Ein Prototyp zeigte bereits, dass die Antenne ihre Resonanzfrequenz um 2,6 Prozent verschieben kann - genug, um in einem Kopfhörer unterschiedliche Betriebsmodi zu ermöglichen.
Gefertigt wird die Antenne, indem eine Gummischicht mit einem Laser zugeschnitten und anschließend mit einer leitfähigen Beschichtung versehen wird. Um die Haltbarkeit zu gewährleisten, erhielt die Struktur zusätzlich eine flexible Acrylschicht. In Tests erwies sich die Konstruktion als äußerst robust: Sie überstand mehr als 10.000 Verformungen ohne Schaden.
Weiterentwicklung läuft
Neben klassischer Signalübertragung eröffnet die Meta-Antenne auch neue Möglichkeiten der Sensorik. Da Frequenzänderungen Rückschlüsse auf Formveränderungen zulassen, kann sie etwa die Atmung einer Person registrieren oder als "smarter Vorhang" auf veränderte Lichtverhältnisse reagieren. Auch im Bereich Wearables sind Anwendungen denkbar: Ein Kopfhörer könnte allein durch Verformung zwischen Geräuschunterdrückung und Transparenzmodus wechseln.Um die Technologie zugänglicher zu machen, hat das MIT-Team zudem ein digitales Konstruktionswerkzeug entwickelt. Damit lassen sich maßgeschneiderte Antennen am Computer entwerfen, simulieren und anschließend mit dem Laser präzise herstellen. Für die Zukunft planen die Forschenden dreidimensionale Varianten der Meta-Antenne, erweiterte Funktionen für ihr Design-Tool und eine noch höhere Materialbeständigkeit.
Siehe auch:
Thema:
Christian KahleRedakteur für Forschung, Energie und Raumfahrt
Begleitet die IT-Branche seit dem Dotcom-Boom, Informatik studierte er in Berlin. Sein Spektrum reicht von Quantencomputern über Solarstrom bis zur Raumfahrt.
Apple Watch Series 9 im Preisvergleich
Videos zum Thema Wearables
- Pixel Watch 5: Googles Upgrade auf die Smartwatch im Test
- Birdfy Feeder 2 Pro im Test: Smarter Vogel-Fütterer meldet Besucher
- Ein Jahr Liquid Glass: Was bleibt von Apples kritisierter UI-Optik?
- RingConn Gen 3: Smarter Ring mit vielfältigen Funktionen im Test
- Xgimi MemoMind One: Neue AR-Brille mit klarem Bild und ohne Kamera
Beiträge aus dem Forum
Weiterführende Links
Neue Nachrichten
- Letzte Chance: Prime-Day-Tiefpreise für Saugroboter bei Amazon
- Zeitumstellungs-Debatte: Forscher warnen vor dauerhafter Sommerzeit
- Prime Day endet heute: Beliebte Nasssauger jetzt stark reduziert
- Kriminelle fälschen jetzt komplette Browser im Browserfenster
- Google Wallet: Neues Design für Android startet nun mit der Verteilung
- Prime Day: Fünf Smart-Home-Deals nur heute bis zu 70% günstiger
- Apple baut sein neues Smart-Home-Ökosystem gemeinsam mit LG auf
❤ WinFuture unterstützen
Sie wollen online einkaufen?
Dann nutzen Sie bitte einen der folgenden Links,
um WinFuture zu unterstützen:
Vielen Dank!