Нанотехнологии в мобильниках

Прогресс в области нанотехнологий обещает в корне изменить наши представления о мобильном телефоне, обещают разработчики компании Bell Labs. Радиопередатчики размером с человеческий волос, новые системы регистрации звука, жидкие линзы для экранов смартфонов, нанодатчики для определения химического состава воздуха — вот лишь малая часть<начинки>мобильников будущего.

Вице-президент по исследованиям компании Bell Labs Дэвид Бишоп (David Bishop) сообщил, что в его компании по заказу Агентства перспективных оборонных исследований США DARPA ведутся работы по созданию телефона на базе нанотехнологий с радиопередатчиками размером с человеческий волос. Как сообщает Space Daily, их можно будет использовать, в частности, для мониторинга процессов внутри живых клеток — измерения химических потенциалов, электрических полей и давления.

<Это также дает нам возможность довести технологию до ее предельных возможностей, — заявил г-н Бишоп. — Благодаря нанотехнологиям станет возможным снизить стоимость, расширить технологические возможности телефонов и уменьшить энергопотребление>.

К разряду наиболее дорогостоящих и энергоемких относятся компоненты мобильных телефонов, отвечающие за получение и передачу данных. Радиочастотные усилители, используемые в сотовых телефонах, представляют собой горячие вольфрамовые нити с к.п.д. порядка 10%. Они буквально<пожирают>энергию батарей. В отличие от них, массив углеродных нанотрубок на кремниевых пластинах может выполнять ту же роль, но потребляя при этом лишь малую долю энергии.

В Bell Labs ведутся также разработки более эффективных пьезоэлектрических нанофильтров для селекции паразитных сигналов, а также катушек индуктивности с использованием технологий самосборки и новых систем регистрации звука, в которых будет использоваться не один микрофон, а несколько.

<У нас есть два уха, что позволяет определять направление источника звука, а также концентрировать восприятие на определенном разговоре в шумном помещении, — поясняет г-н Бишоп. — Наличие нескольких микрофонов позволит обеспечить максимальную чувствительность для требуемого источника и минимальную — для всех остальных. Тем самым станет возможным снизить шумы при разговоре>. По его словам, микрофоны, которые станут в прямом смысле слова<микрофонами>, также будут создаваться из различных композитных материалов с использованием методов нанотехнологий и самосборки, обеспечивающих низкую стоимость и простоту сборки.

Не забыты и камерофоны — в лаборатории создаются жидкие линзы, воспроизводящие особенности строения человеческого глаза.

<Жесткие линзы, устанавливаемые в сотовых телефонах сегодня, чувствительны к многочисленным дрожаниям, из-за которых качество изображения ухудшается — в то же время, человеческий глаз продолжает держать наблюдаемый объект в центре внимания. Оптика камерофонов также нуждается в подавлении дрожаний. Мы хотим сделать нашу оптику такой же функциональной, как и человеческий глаз>, — говорит г-н Бишоп.

Жидкая линза позволяет менять ее фокусное расстояние. При этом сама капелька жидкости, играющая роль линзы,<зажата>между прозрачными пластинками, покрытыми нанопленками, снижающими вязкость, что позволяет капельке жидкости быстро менять свое положение, удерживая объект в фокусе.<Они малы, потребляют мало энергии и дешевы>, — подчеркивает достоинства жидких линз г-н Бишоп.

Особое внимание уделяется аккумуляторам. Их разработку с использованием нанотехнологий ведет в сотрудничестве с Bell Labs компания mPhase Technologies. Ее специалисты ведут разработку батареи, которая будет создаваться с помощью процессов, используемых при производстве полупроводниковых устройств. Прототип такой батареи уже работает, однако пока что батарея не допускает перезарядки. Специалисты компании ведут работу над созданием многократно перезаряжаемой батареи — причем на саму ее перезарядку будет уходить значительно меньше времени, чем сегодня.

Телефоны пополнятся также микромагнитометрами, которые будут играть роль компаса, и GPS-приемниками. Станет возможным определять не только точные координаты мобильника, но и его положение в пространстве. Это приведет к появлению сервисов, позволяющих запрашивать и отображать на экране телефона требуемое направление.

Дальнейшие планы ученых из Bell Labs похожи даже не на фантастику, а на чистое прожектерство. В частности, в лаборатории уже ведутся работы над созданием устройства размером с мяч, которое позволит обрабатывать петабитные (миллиарды гигабит) объемы данных.<Если все мобильные абоненты в мире позвонят друг другу одновременно, объем данных составит как раз примерно петабит, — говорит г-н Бишоп. — Для обработки подобных потоков информации потребуется целый город из одной электроники и атомная электростанция впридачу>.

В представлении специалистов Bell Labs, в петабитном коммутаторе будут использоваться микрозеркала, создаваемые на кремниевой подложке методами самосборки, а также нанотехнологическими методами. Они позволят обрабатывать и оптические, и электрические сигналы, причем с намного большей эффективностью и скоростью, нежели это возможно сегодня.

Но и это не все. В будущем мобильники оснастят нанодатчиками, определяющими химический состав окружающей среды.<Электронный нос>, улавливающий наличие в воздухе тех или иных химикатов, станет повседневной реальностью.

В целом можно констатировать, что в представлениях американских разработчиков телефон будущего — это предельно многофункциональное устройство, а не<просто телефон>.<Наша цель — не ограничивать телефон только лишь аудио- и видеофункциями, но оснастить его датчиками запахов, вибрации, а также всем тем набором детекторов, которые ныне используются в биологии>, — резюмирует г-н Бишоп.