Oamenii de știință au creat un material din mătase pentru rețelele 6G viitoare

În același timp, acesta este capabilă să controleze frecvențele terahertz ale luminii – un domeniu considerat baza rețelelor viitoare de comunicații 6G, transmite doi.org.

Acest material reprezintă un compozit în care se păstrează structura naturală a mătăsii, dar se formează proprietăți optice și mecanice noi. Aceasta deschide posibilitatea utilizării biomaterialului reciclat în elementele de comunicație de generație următoare.

Rezistență la nivelul polimerilor inginerești

Materialul obținut s-a dovedit a fi mai ușor decât majoritatea metalelor și în același timp mai rezistent decât multe materiale plastice produse din petrol. La testele de rezistență mecanică, a arătat o rezistență comparabilă cu polimerii armat cu fibre de carbon – materiale utilizate în carcasele avioanelor și în construcțiile auto.

De asemenea, se remarcă biocompatibilitatea: la implantarea în șoareci, materialul s-a degradat treptat, ceea ce indică posibile aplicații în implanturi medicale temporare.

Proprietăți optice speciale

Interesul principal al cercetătorilor este legat de modul în care materialul interacționează cu radiația terahertz. Acest domeniu este considerat unul dintre cele cheie pentru viitoarele sisteme de telecomunicații, inclusiv 6G, unde este posibilă transmiterea datelor de sute de ori mai rapid decât în rețelele 5G.

Caracteristica materialului este capacitatea de a modifica polarizarea luminii, adică de a seta direcția oscilațiilor undei electromagnetice. Aceasta oferă un canal suplimentar de codare a informației, dar este de obicei dificil de realizat în materialele transparente.

Profesorul de chimie și inginerie de la Universitatea Michigan, Nick Kotov, a descris astfel:

„Este dificil să creezi un material cu activitate optică terahertz, capabil să rotească lumina și în același timp să fie practic transparent. Acest compozit este unic prin faptul că poate face acest lucru la frecvențele necesare pentru multe tehnologii viitoare. De regulă, astfel de biomateriale absorb foarte mult lumina terahertz, astfel că la ieșire rămâne foarte puțină lumină.”

Proprietățile unice sunt legate de organizarea internă a mătăsii. Structura sa moleculară combină zone cristaline ordonate și zone amorfe, mai puțin structurate. Această combinație asigură simultan rezistență și flexibilitate.

Coautorul studiului, Chunmei Li, remarcă:

„Pentru un material atât de flexibil, este surprinzător de rezistent. Datorită procesării, putem depăși capacitățile multor alte biomateriale.”

Procesul de obținere a noului material nu se bazează pe dizolvarea mătăsii, ca în metodele anterioare, ci pe compactarea fizică a acesteia. Fibrele sunt încălzite la aproximativ 125–215°C și supuse unei presiuni de 1.900–9.800 atmosfere. Apa este eliminată, iar structura se fuzează într-o foaie unică, păstrând elementele cristaline cheie.

Metodă de reciclare mai ecologică

Un obiectiv suplimentar al lucrării este reducerea deșeurilor textile. Spre deosebire de metodele tradiționale, unde mătasea este dizolvată în reactivi chimici și transformată în pulbere, aici se folosește o abordare mult mai blândă.

Emiliano Bilotti de la Imperial College London explică:

„Proprietățile remarcabile ale mătăsii sunt datorate microstructurii sale ierarhice. Am dorit să păstrăm cât mai multe fibre originale.”

Cercetătorii subliniază, de asemenea, că procesul poate fi tehnologic simplu: este suficientă fierberea pentru a elimina sericina – o proteină naturală care lipește fibrele, după care materialul este presat în foi.

Perspective de utilizare

În prezent, echipa evaluează posibilitatea scalării tehnologiei și integrarea materialului în senzori, elemente optice și componente de telecomunicații. Paralel se efectuează o analiză a ciclului de viață pentru a evalua eficiența ecologică reală a abordării.

Dacă tehnologia va confirma scalabilitatea, mătasea reciclată ar putea fi utilizată în dispozitive 6G, elemente ușoare de construcție, ambalaje și implanturi biomedicale.