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科普:化學通信用醋和清潔劑替代電信號

2016年11月20日 10:49:10 來源: 新華社

  新華社舊金山11月19日電(記者馬丹)現在人們已經習慣了用電信號作為通信媒介,但美國研究人員最近在化學通信方面取得進展,可以用醋和玻璃清潔劑這樣的日常物品來作為傳輸媒介發送信息,有望用于某些特殊場合。

  美國斯坦福大學近日發布公告説,這個化學通信係統像許多信息傳輸係統一樣採用二進制,但不是用電信號的變化來代表0和1兩種不同狀態,而是用酸性物質(醋)和鹼性物質(玻璃清潔劑)脈衝作為信息編碼的方式。

  研究人員先在計算機上輸入要發送的文字信息,計算機把信號傳給一個裝置,這個裝置把信號轉化為酸性或鹼性脈衝,成為相應的化學信號。醋和玻璃清潔劑從這個裝置流出,經塑料管道進入一個帶有酸鹼值傳感器的容器。醋和玻璃清潔劑混合物的酸鹼度變化值被傳送到另一個計算機,再對編碼信息進行解碼。

  斯坦福大學博士後納裏曼·法爾薩德是這一係統的主要研制者之一。2013年,他和同事曾以伏特加酒為傳輸媒介發送了一條文本信息。他們用一個小風扇和一個噴壺,將伏特加酒噴射到約4米外的接收端,酒精濃度的變化作為信息被解碼為文字。這被認為是世界上第一條通過化學信號發出的文本信息。

  法爾薩德説,新研究選用醋和玻璃清潔劑,是因為這些化學品容易獲取,並能夠在接收端相互中和。在使用伏特加酒傳送信息時,如果信號增加到一定程度,接收端就會因伏特加酒過多而無法接收更多信號。酸鹼化學品相互中和可減輕這個問題。

  研究人員認為,化學通信可以在難以使用傳統電磁通信係統的地方發揮作用,如水下和金屬物體多的環境。還有一個重要潛在應用領域是醫療中的納米技術,未來可能在人體中放入微小的納米裝置用于疾病治療或健康檢查。納米裝置如果採用高頻電磁信號的通信方式,可能對人體器官産生損傷,而採取合適的化學物質來傳遞信息可避免相關問題。

  但研究人員也提到,化學通信係統還有許多需要改進的地方,其中一個難題是如何在接收端將信號與雜音區分開來。雖然從伏特加酒改為酸鹼混合物是一個很大的提升,但化學物質在通過塑料管道時仍遺留了殘余物,可能導致雜音。

【糾錯】 [責任編輯: 年巍 ]
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