Antennes zijn ver verwijderd van de konijnenoren op je oude tv. Maar de antenne waar Noordoost-promovendus Hwaider Lin sinds 2015 aan werkt, is ongeveer 100 keer kleiner dan die nu in je smartphone.

Lin zei dat de antenne die hij aan het ontwikkelen is, uiteindelijk kan worden gebruikt in een chip die in de hersenen van een patiënt wordt geïmplanteerd om aandoeningen zoals depressie of ernstige migraine te helpen behandelen. Momenteel, onderzoekers gebruiken elektromagnetische stromen die buiten het hoofd van een patiënt worden gecreëerd om neuronen in de hersenen te stimuleren om deze medische aandoeningen te helpen behandelen. Maar deze methode is onnauwkeurig. Met een kleinere antenne, onderzoekers kunnen mogelijk een implantaat in de hersenen maken dat zich nauwkeuriger op specifieke neuronen zou richten.

Lin's antenne won onlangs de eerste prijs in een ontwerpwedstrijd van de uitgevers van het tijdschrift NASA Tech Briefs. Meer dan 800 kandidaten uit 60 verschillende landen dienden hun technologie in voor de "Create the Future Design Contest, " die staaltjes van innovatieve techniek beoordeelt in zeven verschillende categorieën. Lin stond bovenaan de categorie voor Elektronica/Sensoren/Internet der Dingen.

"Ik ben een beetje verrast dat ik de eerste prijs heb gekregen, "Zei Lin. "Maar ik denk dat [de antenne] het waard is."

Conventionele antennes zenden signalen uit door elektronen heen en weer te laten stuiteren langs een metalen kabel. Dit creëert golven van elektromagnetische straling die kunnen worden opgevangen door andere antennes die op de juiste frequentie zijn afgestemd. Als u de grootte van de antenne wijzigt, verandert de frequentie. Er is een limiet aan hoe klein deze antennes kunnen zijn voordat ze niet meer effectief zijn.

De antenne waaraan Lin heeft gewerkt, begint met een ander soort golf:een akoestische. Akoestische golven zijn langzaam bewegende fysieke trillingen. Door hun lagere snelheid ze kunnen de frequentie van een elektromagnetische golf evenaren, maar zal een golflengte hebben die duizenden malen kleiner is. Dit betekent dat de antenne ook kleiner kan zijn.

Lins antenne is in staat om die akoestische golven om te zetten in sneller bewegende elektromagnetische golven met dezelfde frequentie. Dit komt omdat het materiaal dat in Lins antenne vibreert magnetisch is.

"We doen eigenlijk eerst aan materiaalwetenschap, " zei Lin, die werkt in het Advanced Materials and Microsystems Lab van Northeastern. "Ons materiaal is het belangrijkste voor deze antenne."

Dit werk werd voor het eerst gepubliceerd in augustus 2017 in Natuurcommunicatie . Vanaf dat moment, Lin en zijn adviseur, Noordoost-professor Nian Sun, hebben het verfijnd voor gebruik in verschillende toepassingen.

"Tot dusver, de beste keuze zijn biomedische toepassingen, "Zei Lin. "Ze hebben een heel kleine antenne nodig die stroom kan ontvangen en informatie kan terugzenden naar de computer buiten."

Het team begon onlangs samen te werken met een groep aan de Harvard Medical School om manieren te vinden om deze technologie in medische implantaten te gebruiken. Samen, ze hebben het potentieel om nieuwe apparaten te ontwerpen om te voelen wat er in de hersenen gebeurt, verschillende gebieden stimuleren, en belangrijke informatie terug te communiceren naar onderzoekers.

Maar eerst, Lin vliegt naar een receptie in New York om zijn prijs in ontvangst te nemen van NASA Tech Briefs:een high-end computer die de ingewikkelde simulaties aankan die zijn werk vereist.

"Dit evenement is heel bijzonder, "Zei Lin. "Ze zien het potentieel van deze technologie."