Inovação em Antenas com Kirigami
Cientistas descobriram uma nova maneira de projetar antenas para a transmissão de ondas eletromagnéticas, que são essenciais para a internet, televisão, telefonia celular e rádio. Essa inovação se baseia na lógica do kirigami, uma antiga arte japonesa que envolve cortar e dobrar papel, semelhante ao origami.
Tecnologia de Fabricação
Utilizando uma folha de plástico transparente revestida com tinta condutiva, os pesquisadores conseguiram criar uma ferramenta que permite ajustar a frequência das antenas apenas apertando ou empurrando as dobras. Essa nova abordagem pode reduzir problemas de vulnerabilidade e os altos custos associados às antenas tradicionais.
O Kirigami e Suas Aplicações
O kirigami, que se desenvolveu entre os séculos IV e V, é conhecido por sua capacidade de criar figuras tridimensionais por meio de cortes em papel, resultando em objetos flexíveis e maleáveis. Essa técnica tem se mostrado uma solução rápida e econômica para a construção de antenas que precisam ser rapidamente configuradas para transmitir diferentes comprimentos de onda.
Yury Gogotsi, professor na Faculdade de Engenharia da Drexel e coautor do estudo, explica que “o kirigami é um modelo natural para um processo de fabricação, devido à simplicidade com que formas complexas em 3D podem ser criadas a partir de uma única peça 2D de material”.
Vantagens do Novo Método
Modificar a configuração de antenas tradicionais requer a adição de circuitos, o que aumenta sua complexidade, tornando-as mais volumosas e suscetíveis a falhas, além de encarecer a fabricação. Por outro lado, a técnica de kirigami permite criar antenas que são flexíveis, leves e duráveis — características essenciais para aplicações em robótica e na indústria aeroespacial.
Construção das Antenas Inovadoras
Para construir este novo tipo de antena, os cientistas utilizaram uma folha de acetato — um plástico transparente — coberta com uma camada de MXene, um material com alta capacidade de condução de ondas eletromagnéticas e que se adere facilmente ao substrato, formando uma superfície durável e flexível.
Omid Niksan, da Universidade da Colúmbia Britânica e coautor do artigo, destacou que o objetivo foi “melhorar simultaneamente a ajustabilidade do desempenho da antena e criar um processo de fabricação simples para novos componentes de micro-ondas, incorporando um nanomaterial versátil de MXene com designs inspirados no kirigami”.
Resultados e Próximos Passos
A frequência das transmissões é alterada ao puxar ou apertar a folha, permitindo uma variação eficiente. Na pesquisa, as antenas de kirigami mostraram eficácia em três bandas de micro-ondas amplamente utilizadas: 2-4 GHz, 4-8 GHz e 8-12 GHz.
Niksan comentou que a próxima fase da pesquisa será explorar novos materiais e geometria para as antenas.
