化學(xué)通信新進(jìn)展：醋和清潔劑可替代電信號(hào)

作者： 2016年11月21日 來(lái)源： 瀏覽量：
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現(xiàn)在人們已經(jīng)習(xí)慣了用電信號(hào)作為通信媒介，但美國(guó)研究人員最近在化學(xué)通信方面取得進(jìn)展，可以用醋和玻璃清潔劑這樣的日常物品來(lái)作為傳輸媒介發(fā)送信息，有望用于某些特殊場(chǎng)合。 　　美國(guó)斯坦福大學(xué)近日發(fā)布公告說(shuō)，這
　　現(xiàn)在人們已經(jīng)習(xí)慣了用電信號(hào)作為通信媒介，但美國(guó)研究人員最近在化學(xué)通信方面取得進(jìn)展，可以用醋和玻璃清潔劑這樣的日常物品來(lái)作為傳輸媒介發(fā)送信息，有望用于某些特殊場(chǎng)合。
 
　　美國(guó)斯坦福大學(xué)近日發(fā)布公告說(shuō)，這個(gè)化學(xué)通信系統(tǒng)像許多信息傳輸系統(tǒng)一樣采用二進(jìn)制，但不是用電信號(hào)的變化來(lái)代表0和1兩種不同狀態(tài)，而是用酸性物質(zhì)(醋)和堿性物質(zhì)(玻璃清潔劑)脈沖作為信息編碼的方式。
 
　　研究人員先在計(jì)算機(jī)上輸入要發(fā)送的文字信息，計(jì)算機(jī)把信號(hào)傳給一個(gè)裝置，這個(gè)裝置把信號(hào)轉(zhuǎn)化為酸性或堿性脈沖，成為相應(yīng)的化學(xué)信號(hào)。醋和玻璃清潔劑從這個(gè)裝置流出，經(jīng)塑料管道進(jìn)入一個(gè)帶有酸堿值傳感器的容器。醋和玻璃清潔劑混合物的酸堿度變化值被傳送到另一個(gè)計(jì)算機(jī)，再對(duì)編碼信息進(jìn)行解碼。
 
　　斯坦福大學(xué)博士后納里曼·法爾薩德是這一系統(tǒng)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(fā)送了一條文本信息。他們用一個(gè)小風(fēng)扇和一個(gè)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(rèn)為是世界上第一條通過(guò)化學(xué)信號(hào)發(fā)出的文本信息。
 
　　法爾薩德說(shuō)，新研究選用醋和玻璃清潔劑，是因?yàn)檫@些化學(xué)品容易獲取，并能夠在接收端相互中和。在使用伏特加酒傳送信息時(shí)，如果信號(hào)增加到一定程度，接收端就會(huì)因伏特加酒過(guò)多而無(wú)法接收更多信號(hào)。酸堿化學(xué)品相互中和可減輕這個(gè)問(wèn)題。
 
　　研究人員認(rèn)為，化學(xué)通信可以在難以使用傳統(tǒng)電磁通信系統(tǒng)的地方發(fā)揮作用，如水下和金屬物體多的環(huán)境。還有一個(gè)重要潛在應(yīng)用領(lǐng)域是醫(yī)療中的納米技術(shù)，未來(lái)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。納米裝置如果采用高頻電磁信號(hào)的通信方式，可能對(duì)人體器官產(chǎn)生損傷，而采取合適的化學(xué)物質(zhì)來(lái)傳遞信息可避免相關(guān)問(wèn)題。
 
　　但研究人員也提到，化學(xué)通信系統(tǒng)還有許多需要改進(jìn)的地方，其中一個(gè)難題是如何在接收端將信號(hào)與雜音區(qū)分開(kāi)來(lái)。雖然從伏特加酒改為酸堿混合物是一個(gè)很大的提升，但化學(xué)物質(zhì)在通過(guò)塑料管道時(shí)仍遺留了殘余物，可能導(dǎo)致雜音。
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