Учёные из Физтеха научились раздавать Wi-Fi через кактус — он оказался хорошей антенной

Группа учёных из Московского физико-технического института совместно с коллегами из Тель-Авивского университета в ходе проведения исследовательских работ пришли к выводу, что некоторые растения, благодаря высокой концентрации воды, могут выступать в роли элементов диэлектрической резонансной антенны. Информация об исследовании была недавно опубликована в журнале AIP Publishing.

Источник изображения: AIP Publishing

«В начале проекта перед нами стояло как минимум две задачи: повышение урожайности с использованием электродинамических свойств растений и применение изученных электродинамических характеристик для улучшения Wi-Fi-связи в лесных массивах. Для этого необходимо было понять, в какие цепочки и связи выстраиваются жидкости в капиллярах растений. У живой системы разные электродинамические параметры. Изучая их с помощью методов СВЧ, мы отслеживаем динамику роста растений и можем наметить грамотный своевременный уход», — рассказал руководитель лаборатории радиофотоники Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ Дмитрий Филонов.

В ходе проведения исследовательской деятельности учёные установили, когда листья растений могут стать электромагнитными резонансными структурами, способными поглощать или переизлучать энергию. В итоге им удалось выявить наличие взаимосвязи между ростом растения и его способностью улучшать или ухудшать сигнал Wi-Fi.

После изучения электромагнитной структуры учёные попытались решить обратную задачу, т.е. использовать систему не с целью поглощения, а с целью излучения. В итоге они создали антенну из кактуса, которая использовалась во время эксперимента. «Мы знаем, как с точки зрения электродинамики устроено растение, как оно может влиять на сигналы и как это можно использовать для излучения», — сообщил Дмитрий Филонов.

Высокая доля воды в растениях способствует возникновению множественных электромагнитных резонансов. Учёные задействовали кактус нопаль, стебли которого на 75-85 % состоят из воды, благодаря чему его удалось использовать в качестве естественной широкополосной всенаправленной антенны, работающей в диапазонах Wi-Fi от 900 МГц до 7,7 ГГц.

Учёные математически описали строение поля и резонансов стебля, подключили к нему источник, после чего кактус начал генерировать электромагнитное излучение. По мнению исследователей, дальнейшее изучение растений как функциональных электромагнитных элементов может внести вклад в общее направление экологически чистых многофункциональных устройств.