Investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia han ideado un método para usar una estructura basada en origami para crear filtros de radiofrecuencia que tengan dimensiones ajustables, permitiendo que los dispositivos cambien las señales que bloquean en un amplio rango de frecuencias.
El nuevo enfoque para crear estos filtros ajustables podría tener una variedad de usos, desde sistemas de antenas capaces de adaptarse en tiempo real a las condiciones ambientales hasta la próxima generación de sistemas de ocultación electromagnética que podrían reconfigurarse sobre la marcha para reflejar o absorber diferentesfrecuencias
El equipo se centró en un patrón particular de origami, llamado Miura-Ori, que tiene la capacidad de expandirse y contraerse como un acordeón.
"El patrón Miura-Ori tiene un número infinito de posibles posiciones a lo largo de su rango de extensión, desde completamente comprimido hasta completamente expandido", dijo Glaucio Paulino, presidente de ingeniería de Raymond Allen Jones y profesor en la Escuela de Tecnología Civil de Georgia yIngeniería ambiental: "Un filtro espacial hecho de esta manera puede lograr una versatilidad similar, cambiando la frecuencia que bloquea a medida que el filtro se comprime o expande".
Los resultados del estudio, que fue apoyado por la National Science Foundation, el Departamento de Defensa de los EE. UU. Y la Semiconductor Research Corporation, se informaron el 10 de diciembre en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Los investigadores usaron una impresora especial que calificaba el papel para permitir que una hoja se doblara en el patrón de origami. Luego se usó una impresora de inyección de tinta para aplicar líneas de tinta plateada a través de esas perforaciones, formando los elementos dipolares que le dieron al objetocapacidad de filtrado de radiofrecuencia.
"Los dipolos se colocaron a lo largo de las líneas de plegado de modo que cuando se comprimió el origami, los dipolos se doblan y se acercan, lo que hace que su frecuencia de resonancia se desplace más a lo largo del espectro", dijo Manos Tentzeris, el Profesor Ken Byers en FlexibleElectrónica en la Georgia Tech School of Electrical and Computer Engineering.
Para evitar que los dipolos se rompan a lo largo de la línea de plegado, las perforaciones se suspendieron en la ubicación de cada elemento plateado y luego continuaron en el otro lado. Además, a lo largo de cada uno de los dipolos, se hizo un corte separado para formar un "puente""eso permitió que la plata se doblara más gradualmente. Para probar varias posiciones del filtro, el equipo utilizó marcos impresos en 3D para mantenerlo en su lugar.
Los investigadores encontraron que un filtro en forma de Miura-Ori de una sola capa bloqueó una banda estrecha de frecuencias, mientras que múltiples capas de los filtros apilados podrían lograr una banda más amplia de frecuencias bloqueadas.
Debido a que la formación Miura-Ori es plana cuando está completamente extendida y bastante compacta cuando está completamente comprimida, las estructuras podrían ser utilizadas por sistemas de antenas que necesitan permanecer en espacios compactos hasta su despliegue, como los utilizados en aplicaciones espaciales.el plano a lo largo del cual se expanden los objetos podría proporcionar ventajas, como el uso de menos energía, sobre los sistemas de antena que requieren múltiples pasos físicos para desplegarse.
"Un dispositivo basado en Miura-Ori podría desplegarse y reajustarse a una amplia gama de frecuencias en comparación con las superficies selectivas de frecuencia tradicionales, que generalmente usan componentes electrónicos para ajustar la frecuencia en lugar de un cambio físico", dijo AbdullahNauroze, un estudiante de posgrado de Georgia Tech que trabajó en el proyecto, "tales dispositivos podrían ser buenos candidatos para ser utilizados como reflectarrays para la próxima generación de cubesats u otros dispositivos de comunicaciones espaciales".
También hubo ventajas físicas al usar origami.
"El patrón Miura-Ori exhibe propiedades mecánicas notables, a pesar de estar ensamblado a partir de láminas apenas más gruesas que una décima de milímetro", dijo Larissa Novelino, una estudiante graduada de Georgia Tech que trabajó en el proyecto ".estructuras pesadas pero fuertes que podrían transportarse fácilmente "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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