Quante volte vi siete chiesti perché le antenne radio devono essere per forza oggetti rigidi e ingombranti? La risposta arriva da un team di ingegneri della Columbia University che ha deciso di ripensare completamente il concetto di antenna radio. Il loro approccio è sorprendentemente low-tech: hanno preso spunto dalla tecnica di maglieria jacquard, la stessa usata per i maglioni con decorazioni natalizie, per creare dispositivi di comunicazione flessibili e portatili.
Una svolta inaspettata nelle comunicazioni radio
Le antenne radio tradizionali sono ovunque intorno a noi, sui tetti delle case e negli impianti di telecomunicazione. Sono dispositivi essenziali ma hanno sempre presentato limitazioni evidenti: sono pesanti, ingombranti e spesso costose da produrre. Questi vincoli hanno rappresentato per anni un ostacolo significativo, specialmente per chi vive o lavora in zone remote dove la portabilità è fondamentale.
Un team della Columbia Engineering ha deciso di affrontare questo problema da una prospettiva completamente nuova. Invece di cercare soluzioni nell’alta tecnologia, si sono rivolti a una tecnica antica: la maglieria float-jacquard, la stessa utilizzata per creare i classici maglioni decorati.
La magia della maglieria intelligente per l’antenna radio
Il processo di creazione di queste antenne radio tessili è tanto semplice quanto geniale. Utilizzando filati metallici e dielettrici disponibili in commercio, il team ha creato i suoi prototipo. La tecnica adoperata prevede l’uso di due o più tipi di filato per produrre un motivo, con un filato che “galleggia” sotto il tessuto quando non viene utilizzato. Questa innovazione non è solo teorica: ogni metasuperficie con un’impronta di circa un metro quadrato viene lavorata a maglia in soli 45 minuti. E non sono dispositivi delicati: resistono al lavaggio e allo stiramento ripetuti, mantenendo inalterate le loro proprietà.
Il professor Nanfang Yu, pioniere nella ricerca sui dispositivi nanofotonicia, ha ricordato con nostalgia il maglione viola con i gatti bianchi che indossava da bambino, notando come la stessa tecnica usata per quelle decorazioni sia ora alla base di una tecnologia rivoluzionaria.
La float-jacquard knitting technique usata per realizzare queste metasuperfici tessili è esattamente la stessa tecnica che i nostri nonni utilizzavano per fare i maglioni.
Il futuro è nei tessuti
Le prospettive future sono entusiasmanti. Il team sta esplorando tecniche di maglieria moderne (ne esistono almeno una dozzina) per realizzare design più complessi e multifunzionali. L’obiettivo è integrare nei tessuti circuiti elettronici e punti di piegatura, creando dispositivi che possano essere facilmente ripiegati e dispiegati o addirittura commutare tra diverse funzionalità elettromagnetiche.
La scalabilità è un altro punto di forza: le macchine per maglieria commerciali possono produrre tessuti fino a due metri di larghezza, senza limitazioni in lunghezza. Questo apre la strada alla creazione di antenne radio ad alto guadagno con aperture di diversi metri di diametro, così leggere da poter essere trasportate dai satelliti per comunicare attraverso distanze enormi.
È importante sottolineare che questi dispositivi sono stati fabbricati utilizzando filati disponibili in commercio e sfruttando tecniche di fabbricazione consolidate
Antenna radio “tessile”: un ponte tra tradizione e innovazione
Mi piace pensare che questa scoperta rappresenti un perfetto esempio di come l’innovazione spesso si nasconda negli aspetti più quotidiani della nostra vita. Il professor Yu ha suggerito che le comunità di maglieria potrebbero trovare modi ingegnosi per integrare estetica e funzionalità in un maglione che possa fungere anche da amplificatore WiFi (sempre che sia sicuro per la salute).
La ricerca, pubblicata sulla rivista Advanced Materials (ve la linko qui) dimostra come a volte le soluzioni più eleganti ai problemi complessi si trovino guardando al passato con occhi nuovi. In un mondo sempre più orientato verso l’alta tecnologia, è affascinante vedere come una tecnica antica possa aprire nuove frontiere nelle comunicazioni del futuro.
