Международная группа ученых из США и Канады использовали японское искусство создания трехмерных объектов из бумаги под названием киригами для проектирования нового типа антенн. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Communications (NatComms).
Киригами — разновидность японской техники работы с бумагой оригами. В отличие от оригами, киригами позволяет разрезать и склеивать бумажные листы для придания им особо сложных форм.
Команда воспользовалась принципами киригами при разработке микроволновых антенн из ацетатных листов, покрытых проводящим составом Mxene из карбида титана. В результате получилась трехмерная конструкция, частоту передачи которой можно регулировать с помощью растягивания и сжатия.
Потягивание за края листа приводило к тому, что массив квадратных резонаторных антенн выдвигался из его двумерной поверхности. Изменение натяжения приводило к смещению угла массива — возможность, которую можно было использовать для быстрой корректировки конфигурации связи антенн.
Антенны-киригами оказались эффективными при передаче сигналов в трех часто используемых диапазонах микроволновых частот: 2-4 ГГц, 4-8 ГГц и 8-12 ГГц.
Стандартные микроволновые антенны можно перенастраивать либо электронным способом, либо путем изменения их физической формы. Однако добавление схемы для электронного управления антенной может повысить ее сложность, сделав прибор более громоздким и уязвимым к сбоям.
Ученые считают, что их разработка может найти применение в робототехнике и аэрокосмических компонентах за счет легкости, гибкости и прочности.
Ранее исследователи построили функциональный механический “компьютер” и бумажных кубиков в технике киригами.