تقدم مذهل في تطوير أغشية نانوية من أنابيب الكربون لتحسين التحكم في إشعاع التيراهيرتز لشبكات 6G

ابتكار طلاء نانوّي من أنابيب الكربون لأداء محسّن في تقنيات 6G

طور باحثون من معهد سكولكوفو للعلوم والتكنولوجيا (Skoltech) والمعهد الملكي للتكنولوجيا في السويد (KTH) طلاءً نانوياً مبتكراً يعتمد على أنابيب الكربون. يُعتبر هذا الطلاء “طهاءً أسود” عالي الامتصاص لموجات التيراهيرتز (THz) مما يساهم في تعزيز أداء شبكات الجيل السادس (6G) وتقليل التداخل الكهرومغناطيسي. هذا الابتكار يُحدث ثورة في مجالات الاتصالات ذات السرعات الفائقة.

كيفية عمل الطلاء النانوي

تعتمد التقنية على طلاء مُصَنع من أنابيب الكربون النانوية، يعمل بطريقة مشابهة للطلاءات السوداء عالية الامتصاص. يقوم هذا الطلاء بحجب الإشعاع الكهرومغناطيسي في المناطق التي قد تؤثر سلبًا على الأداء. تم نشر نتائج الدراسة في مجلة علمية مفتوحة الوصول، مما يعكس مصداقية هذا الاكتشاف من الناحية العلمية.

إمكانيات ترددات التيراهيرتز

تقع موجات التيراهيرتز بين الأشعة تحت الحمراء، المستخدمة في الرؤية الليلية، والموجات الدقيقة المستخدمة في تسخين الطعام. يُعتبر هذا النطاق واعداً للغاية لتطوير شبكات G6 فائقة السرعة، وتقنيات التصوير الطبي المتقدمة، وأنظمة الاستشعار الحديثة. يتم تصنيع الطلاء باستخدام تقنية الترسيب الكيميائي للبخار عبر الهباء الجوي، حيث يقوم بامتصاص موجات التيراهيرتز ومنع انتشارها في اتجاهات غير مرغوب فيها.

تحسين كفاءة نقل الإشارات

تتميز هذه التقنية بفعاليتها في عزل الموجات داخل الممرات الموجية المصنوعة من السيليكون، مما يقلل من التداخل بين الإشارات داخل الأجهزة. أظهرت التجارب أن الطبقات الأكثر سماكة من الطلاء حققت مستويات امتصاص قياسية، حيث أصبحت الإشارات شبه غير قابلة للكشف حتى باستخدام أجهزة قياس عالية الحساسية.

تجارب البحث واختبار الطلاء

اختبر الباحثون الطلاء بسماكات تتراوح بين 2 و53 نانومترا. وقد أبدى الطلاء قدرة فائقة على امتصاص الإشعاع عند السماكات الأكبر، مما يجعله فعالاً للغاية في التحكم بالموجات الكهرومغناطيسية. أكد الباحثون أن هذه التقنية يمكن دمجها بسهولة في الدوائر الضوئية الحديثة، مما يمنحها ميزة قوية في تطوير الجيل القادم من أجهزة التيراهيرتز.

التطبيقات المستقبلية للطلاء النانوي

تتمثل أهمية هذا الابتكار في مجالات متعددة، منها:

• الحماية الكهرومغناطيسية: يمكن استخدام الطلاء لعزل المباني أو الغرف من إشارات الاتصالات، مع السماح فقط بمرور أطوال موجية محددة. هذا قد يكون مفيداً في تصميم منشآت حساسة مثل السجون أو المراكز الأمنية.
• التطبيقات الطبية: مع تزايد الاهتمام باستخدام موجات التيراهيرتز كبديل أكثر أماناً من الأشعة السينية، تزداد الحاجة إلى تقنيات قادرة على التحكم في تعرض الجسم للإشعاع، وتركيز الفحص على مناطق معينة، وحماية الكوادر الطبية.

خلاصة

يمثل الطلاء النانوي المصنوع من أنابيب الكربون خطوة متقدمة في مجال التحكم بالموجات الكهرومغناطيسية. يتمتع بإمكانات كبيرة لدعم تقنيات 6G وتسريع نقل البيانات، كما أنه يفتح المجال أمام تطبيقات جديدة في الحماية الإلكترونية والطب، مما يجعله من أبرز الابتكارات الواعدة في المستقبل القريب.