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Antenne Terahertz per l'IoT, il futuro passa dal grafene

Lo spettro delle onde radio è saturo o quasi e molti intravedono nella banda dei Terahertz l'ultima ancora di salvataggio. E il grafene potrebbe aiutare
Antenne Terahertz per l'IoT, il futuro passa dal grafene FASTWEB S.p.A.

Lo spettro delle onde radio è sempre più affollato. Tanto che molti si chiedono se ci sia abbastanza banda per "ospitare" gli scambi comunicativi tra i miliardi di dispositivi IoT che, entro il 2020, dovrebbero invadere il mercato mondiale. Tra router Wi-Fi, forni a microonde, telefoni cordless, tablet e smartphone, infatti, la banda è vicina alla saturazione e le interferenze e i disturbi sono ormai sempre più frequenti, soprattutto all'interno di ambienti casalinghi o uffici.

Una possibile soluzione, prospettata da più parti, è quella di trasferire l'intero "universo" dell'Internet of Things al "piano superiore": ovvero sulla banda di frequenza dei Terahertz. Una strada intrapresa già da alcuni ricercatori per estendere le potenzialità della connettività Wi-Fi, ma che dovrebbe trovare nuova linfa dalle attività di ricerca e sviluppo dei produttori di device smart e non solo. Si tratta, infatti, di una frequenza di fatto inutilizzata e capace di garantire sia alte velocità nel trasferimento dei dati, sia canali di comunicazione sufficientemente ampi per evitare che la banda si saturi velocemente. L'ideale per un settore che dovrebbe esplodere (dal punto di vista commerciale) nel giro di pochissimo tempo.

Terahertz, croce e delizia della nuova banda wireless

 

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L'utilizzo della banda dei Terahertz, però, porta con sé anche degli aspetti "poco piacevoli". Come sanno bene i possessori di router Wi-Fi dual band, al crescere della frequenza operativa cala sensibilmente il raggio d'azione del dispositivo. Le onde, infatti, degradano più in fretta e non riescono a coprire grandi aree. E se la banda da 5 Gigahertz dei router Wi-Fi copre più o meno 10 metri, un dispositivo settato sulla frequenza dei Teraherzt avrà difficoltà a comunicare con device distanti più di un paio di metri.

Le antenne al grafene

 

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Josep Jornet, docente presso il dipartimento di Ingegneria Elettrica della School of Engineering and Applied Sciences (University of Buffalo, Stati Uniti), ha però messo a punto una nanoantenna capace, almeno stando ai risultati dei primi test in laboratorio, di risolvere il problema alla radice. Il merito è del grafene, il supermateriale destinato a rivoluzionare il mondo hi-tech del futuro (potrebbe essere utilizzato al posto del silicio nei processori per PC e smartphone; all'interno delle batterie e nelle reti di telecomunicazioni ultraveloci).

Queste antenne, grandi poche decine di nanometri, possono essere montate sui dispositivi più vari garantendo elevate velocità nel trasferimento dei dati (circa 1 terabit, ossia 125 gigabyte al secondo) e la capacità di trasportare informazioni anche a grandi distanze. Le nanoantenne, oltre a ricevere e inviare segnali, possono agire anche come delle specie di ripetitori, amplificando così la portata della rete wireless utilizzata per connettere i dispositivi dell'Internet of Things. In questo modo, maggiore sarà il numero di device smart dotati delle antenne, più ampia sarà la portata del network IoT.

Le possibili applicazioni in campo medico

 

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Le antenne al grafene, inoltre, potrebbero essere utilizzate anche per potenziare le capacità dei wearable medici del futuro. Invisibili o quasi, queste antenne potrebbero essere ingerite sotto forma di mini pillole hi-tech in grado di valutare lo stato di salute di un paziente e comunicare i risultati a strumenti medico-terapeutici esterni. La banda di frequenza dei Terahertz, infatti, ha la capacità di viaggiare attraverso il corpo umano praticamente senza ostacoli e quindi senza provocare danni alla salute del paziente: un aspetto che potrebbe portare allo sviluppo di dispositivi diagnostici sempre più smart.

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