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Eletrônica

Nano-rádio: menor rádio do mundo é feito com um único nanotubo de carbono

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/11/2007


Utilizando um único nanotubo de carbono, físicos da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, construíram o menor rádio do mundo. Basta acrescentar uma bateria e um fone de ouvidos para que se possa experimentar o "rádio de galena" da era da nanotecnologia.

Rádio de nanotubo

O nanotubo de carbono funciona como um componente "tudo em um", agindo como antena, sintonizador, amplificador e demodulador. Mesmo assim o nano-rádio consegue operar tanto na faixa AM quanto na FM.

O nano-rádio descrito pelos pesquisadores está configurado para operar como receptor, mas ele também pode funcionar como transmissor. Como ele é muito eficiente energeticamente, poderá ser facilmente integrado nos circuitos microeletrônicos, abrindo uma infinidade de possibilidades de aplicações.

Nano-rádio: menor rádio do mundo é feito com nanotubo de carbono

Essas aplicações possíveis vão desde as razoáveis, como a utilização em conjunto com sensores ambientais, transmitindo os dados coletados para uma central, até aquelas que beiram a ficção científica, como dispositivos rádio-controlados inseridos na corrente sangüínea humana.

NEMS

Ao contrário dos rádios tradicionais, o nano-rádio detecta os sinais de radiofreqüência de uma forma radicalmente nova - ele vibra milhões ou bilhões de vezes por segundo em ressonância com a onda que está sendo recebida. Isso o torna um verdadeiro NEMS - um Sistema NanoEletricoMecânico - que integra as propriedades mecânicas e elétricas de materiais em nanoescala.

Quando o nanotubo sintoniza a rádio, ou seja, quando ele entra na freqüência da transmissão, a minúscula estrutura de carbono começa a vibrar. "Nós ficamos em êxtase quando isso funcionou," disse o pesquisador Alex Zettl. "Foi fantástico."

Funcionamento do nano-rádio

Em um rádio normal, as ondas de rádio das diferentes estações chegam na antena, gerando pequenas correntes elétricas de diferentes freqüências. Uma parte do circuito do rádio, chamada sintonizador, seleciona qual dessas freqüências será amplificada.

Já no nano-rádio, o nanotubo de carbono, funcionando como antena, detecta as ondas de rádio mecanicamente, vibrando nessas freqüências. Ele fica isolado no interior de ambiente de vácuo, preso por uma de suas extremidades. Essa ponta presa é conectada à bateria, o que a deixa cheia de elétrons - cargas negativas.

Nano-rádio vibrante

O campo elétrico da onda de rádio puxa e empurra o nanotubo, fazendo-o vibrar em sua freqüência exata. Assim, o nanotubo seleciona naturalmente uma única freqüência. Para alterar a freqüência sintonizada, basta alterar a tensão aplicada às suas extremidades, ou seja, a tensão que o nanotubo está recebendo.

Isto é feito por meio de um eletrodo positivamente carregado que é colocado em contato com a extremidade livre do nanotubo. Esse eletrodo também transforma o nanotubo em um amplificador. A tensão é alta o suficiente para retirar elétrons da ponta do nanotubo. Como ele está simultaneamente vibrando, a tensão elétrica na ponta é uma versão amplificada do sinal de rádio que está sendo recebido. O sinal é forte o suficiente para fazer funcionar um fone de ouvidos de alta sensibilidade.

Válvulas eletrônicas

Esse é o mesmo sistema de funcionamento das antigas válvulas eletrônicas amplificadoras, utilizadas nos primeiros rádios e televisores. E, como acontecia nessas válvulas, o funcionamento do nano-rádio é altamente dependente do vácuo no qual ele está inserido. Poucas moléculas no ambiente podem atrapalhar seu funcionamento.

Bibliografia:

Artigo: Nanotube Radio
Autores: Kenneth Jensen, J. Weldon, H. Garcia, Alex Zettl
Revista: Nano Letters
Data: October 31, 2007
Vol.: ASAP Article
DOI: 10.1021/nl0721113


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