Antenner har kommit långt från kaninöronen på din gamla TV. Men antennen som nordöstra doktoranden Hwaider Lin har arbetat med sedan 2015 är ungefär 100 gånger mindre än den som för närvarande finns i din smartphone.

Lin sa att antennen han utvecklar så småningom kan användas i ett chip som implanteras i en patients hjärna för att hjälpa till att behandla sjukdomar som depression eller svår migrän. För närvarande, forskare använder elektromagnetiska strömmar som skapas utanför en patients huvud för att stimulera nervceller i hjärnan för att hjälpa till att behandla dessa medicinska tillstånd. Men denna metod är oprecis. Med en mindre antenn, forskare kanske kan skapa ett implantat i hjärnan som mer exakt skulle rikta in sig på specifika neuroner.

Lins antenn vann nyligen första pris i design, en tävling som drivs av utgivarna av NASA Tech Briefs magazine. Mer än 800 sökande från 60 olika länder skickade in sin teknologi till "Create the Future Design Contest, " som bedömer bragder av innovativ ingenjörskonst i sju olika kategorier. Lin toppade kategorin för Elektronik/Sensorer/Internet of Things.

"Jag är lite förvånad över att jag fick första priset, " sa Lin. "Men jag tror att [antennen] är värt det."

Konventionella antenner skickar signaler genom att studsa elektroner fram och tillbaka längs en metallkabel. Detta skapar vågor av elektromagnetisk strålning som kan fångas upp av andra antenner som är inställda på rätt frekvens. Att ändra storleken på antennen ändrar frekvensen. Det finns en gräns för hur små dessa antenner kan vara innan de slutar vara effektiva.

Antennen Lin har arbetat med börjar med en annan typ av våg:en akustisk. Akustiska vågor är långsamma fysiska vibrationer. På grund av deras lägre hastighet, de kan matcha frekvensen för en elektromagnetisk våg, men kommer att ha en våglängd som är tusentals gånger mindre. Detta innebär att antennen också kan vara mindre.

Lins antenn kan översätta dessa akustiska vågor till snabbare rörliga elektromagnetiska vågor med samma frekvens. Det beror på att materialet som vibrerar i Lins antenn är magnetiskt.

"Vi gör faktiskt materialvetenskap först, sa Lin, som arbetar i Northeasterns Advanced Materials and Microsystems Lab. "Vårt material är det viktigaste för den här antennen."

Detta verk publicerades första gången i augusti 2017 i Naturkommunikation . Sedan dess, Lin och hans rådgivare, Nordostprofessor Nian Sun, har förfinat det för att användas i olika applikationer.

"Än så länge, det bästa valet är biomedicinska tillämpningar, "Sa Lin. "De behöver en riktigt liten antenn som kan ta emot ström och överföra information tillbaka till datorn utanför."

Teamet började nyligen arbeta med en grupp vid Harvard Medical School för att hitta sätt att använda denna teknik i medicinska implantat. Tillsammans, de har potential att designa nya enheter för att känna av vad som händer i hjärnan, stimulera olika områden, och kommunicera viktig information tillbaka till forskarna.

Men först, Lin kommer att flyga till en mottagning i New York för att ta emot sitt pris från NASA Tech Briefs:en avancerad dator som kan hantera de komplicerade simuleringar som hans arbete kräver.

"Det här evenemanget är väldigt speciellt, "Sa Lin. "De ser potentialen med den här tekniken."