كشف باحثون عن تطوير طلاء فائق الرقة مصنوع من أنابيب الكربون النانوية، قادر على التحكم بدقة في إشعاع التيراهيرتز، وهو نطاق من الطيف الكهرومغناطيسي يُتوقع أن يلعب دورا رئيسيا في تقنيات الجيل السادس (6G) المستقبلية. ويُعد هذا الابتكار خطوة مهمة نحو تحسين سرعة وكفاءة نقل البيانات اللاسلكية .

تقنية جديدة تدعم مستقبل شبكات 6G

نجح باحثون من معهد سكولكوفو للعلوم والتكنولوجيا (Skoltech)، بالتعاون مع المعهد الملكي للتكنولوجيا في السويد (KTH)، في تطوير تقنية مبتكرة يمكن أن تدعم شبكات 6G المستقبلية.

تعتمد هذه التقنية على طلاء قائم على أنابيب الكربون النانوية، بدلاً من كونه مكونًا تقليديًا داخل الأجهزة. ويعمل هذا الطلاء بطريقة مشابهة لطلاء أسود عالي الامتصاص، حيث يقوم بحجب الإشعاع الكهرومغناطيسي في المناطق التي قد تؤثر سلبًا على الأداء.

وقد نُشرت نتائج الدراسة في مجلة علمية مفتوحة الوصول، ما يعزز من مصداقية هذا الاكتشاف وأهميته العلمية.

ما هي موجات التيراهيرتز ولماذا هي مهمة؟

تقع موجات التيراهيرتز بين الأشعة تحت الحمراء (المستخدمة في الرؤية الليلية) والموجات الدقيقة (الميكروويف) المستخدمة في تسخين الطعام. ويُنظر إلى هذا النطاق على أنه واعد جدا في تطوير:

شبكات 6G فائقة السرعة

تقنيات التصوير الطبي المتقدمة

أنظمة الاستشعار الحديثة

كيفية عمل الطلاء النانوي الجديد

يتم تصنيع هذا الطلاء باستخدام تقنية الترسيب الكيميائي للبخار عبر الهباء الجوي، حيث يعمل على امتصاص موجات التيراهيرتز ومنع انتشارها في اتجاهات غير مرغوب فيها.

أهم الفوائد التقنية:

عزل الموجات داخل الممرات الموجية المصنوعة من السيليكون

تقليل التداخل بين الإشارات داخل الأجهزة

تحسين كفاءة نقل الإشارات

كما أظهرت التجارب أن الطبقات الأكثر سماكة من هذا الطلاء حققت مستويات امتصاص قياسية، حيث أصبحت الإشارات شبه غير قابلة للكشف حتى باستخدام أجهزة عالية الحساسية.

نتائج التجارب والأداء

اختبر الباحثون الطلاء بسماكات تتراوح بين 2 و53 نانومترا. وعند السماكات الأكبر، أظهر الطلاء قدرة عالية جدا على امتصاص الإشعاع، ما يجعله فعالًا بشكل استثنائي في التحكم بالموجات الكهرومغناطيسية.

وأكد الباحثون أن هذه التقنية يمكن دمجها بسهولة في الدوائر الضوئية الحديثة، مما يجعلها مرشحة قوية لتطوير الجيل القادم من أجهزة التيراهيرتز.

تطبيقات تتجاوز الاتصالات

لا تقتصر أهمية هذا الابتكار على تحسين شبكات 6G، بل تمتد إلى مجالات أخرى مهمة، مثل:

1. الحماية الكهرومغناطيسية

يمكن استخدام الطلاء لعزل المباني أو الغرف من إشارات الاتصالات، مع السماح بمرور أطوال موجية محددة فقط. وقد يكون ذلك مفيدا في تصميم منشآت حساسة مثل السجون أو المراكز الأمنية.

2. التطبيقات الطبية

مع تزايد الاهتمام باستخدام موجات التيراهيرتز كبديل أكثر أمانا من الأشعة السينية، تظهر الحاجة إلى تقنيات قادرة على:

التحكم في تعرض الجسم للإشعاع

تركيز الفحص على مناطق محددة

حماية الكوادر الطبية.

يمثل الطلاء النانوي المصنوع من أنابيب الكربون خطوة متقدمة في مجال التحكم بالموجات الكهرومغناطيسية، مع إمكانات كبيرة لدعم تقنيات 6G وتسريع نقل البيانات. كما يفتح المجال أمام تطبيقات جديدة في الحماية الإلكترونية والطب، ما يجعله من أبرز الابتكارات الواعدة في المستقبل القريب.