在无线通信领域，频谱（即支持设备通过空间传播进行通信的无线电频率）十分重要。然而，其如同所有资源一样具有有限性，由于联网设备激增与数据速率提升，无线网络正变得拥挤不堪。随着5G基础设施的持续建设以及6G技术的引入，预计该问题将变得更加严重。

  （图片来源：东北大学）

据外媒报道，美国东北大学（Northeastern）电子与计算机工程副教授Cristian Cassella及其团队利用超材料（自然界中不存在的工程材料）研发出新型微机电技术，有望成为应对网络拥塞的关键突破口。

手机可以用来打电话、发短信和上网。这都是通过手机的天线阵列和专用组件接收一系列不同的无线信号来完成的。Cassella表示，手机中的关键部件是射频滤波器，当WiFi、蓝牙等多种信号同时涌入手机时，这个组件能像电话接线员转接线路般，将不同信号分离隔离处理后，再传送至相应电路进行数据解码。“这看似简单的操作，其技术实现却异常艰难。”他指出，当前设备中应用的滤波器技术，大部分已有20多年的历史了。

Cassella利用基于声波的超材料来改进射频滤波技术。他表示：“我们致力于探索声波在微尺度下的特殊传播特性。此次研究的设备具有压电性质，其核心原理是通过电信号激发声波。”

该团队通过接入设备的电路系统实现性能调控，所构建的滤波器可提供更宽连接带宽，从而实现高精度信号检测。此项发现并不局限于通信设备，更延伸至其他微技术应用领域。Cassella指出，其芯片级超材料能解决现有其他技术难以实现的传感需求。该团队利用超材料传感技术检测微观局部参数，例如单个血细胞的质量。

Cassella表示：“这一研究方向有望为疾病精准检测和与病理分型提供新的诊断手段，或在完全不同的环境中突破现有惯性传感器的极限，实现在高冲击振动环境下运行的车辆的定位和导航。实现这些宏大目标需要新的电子设备。我们致力于检测以前设备无法检测的事物。因为传统传感器太小了，‌驱动能量不足‌，根本无法生成携带所需信息的高保真输出信号。”