物理科技生物学-PHYICA

柔性纳米管薄膜天线是电子产品的替星川かんな代品

纳米技术 2021-12-12 23:58:06

作者:迈克·威廉姆斯 根据莱斯大学研究人员的一项新研究,由薄而坚固的柔性碳纳米管薄膜制成的无金属天线与普通铜天线一样高效

信用:杰夫·菲特洛 莱斯大学布朗工程学院的研究人员称,在无线应用中,由碳纳米管薄膜制成的天线和铜一样高效

它们也更坚韧、更灵活,基本上可以涂在设备上

化学和生物分子工程师马特奥·帕斯夸里的莱斯实验室测试了由“剪切排列”纳米管薄膜制成的天线

研究人员发现,导电膜不仅能够匹配常用的铜膜的性能,还可以做得更薄,以更好地处理更高的频率

《应用物理快报》中详细报道的结果推进了实验室先前基于碳纳米管纤维的天线研究

该实验室的剪切校准天线在科罗拉多州博尔德的国家标准与技术研究所(NIST)进行了测试,主要作者阿姆拉姆·本吉奥进行了研究,并在帕斯夸里的实验室获得博士学位时撰写了这篇论文

本吉奥后来成立了一家公司来进一步开发这种材料

他说,在5、10和14千兆赫的目标频率下,这些天线很容易与金属天线保持一致

他说:“我们当时使用的频率甚至在今天的无线网络和蓝牙网络中都没有使用,但将用于即将到来的5G一代天线。”

本吉奥指出,其他研究人员认为,基于纳米管的天线及其固有的特性使它们无法坚持“辐射效率和频率之间的经典关系”,但莱斯用更精细的薄膜进行的实验证明,它们是错误的,可以进行一对一的比较

莱斯大学校友阿姆拉姆·本吉奥手持一个柔性纳米管薄膜天线

事实证明,这种天线与铜线制成的天线一样有效,基本上可以涂在设备上

信用:杰夫·菲特洛 为了制作薄膜,莱斯实验室将纳米管溶解在一种酸性溶液中,其中大部分是单壁的,最长可达8微米

当扩散到表面时,产生的剪切力促使纳米管自动排列,这种现象帕斯卡利实验室已经在其他研究中应用过

本吉奥说,虽然气相沉积被广泛用作金属微量沉积的批量工艺,但液相处理方法有助于实现更可扩展的连续天线制造

测试薄膜大约有载玻片大小,厚度在1到7微米之间

纳米管被强大的范德华力吸引在一起,这使得材料的机械性能远远优于铜

研究人员表示,新天线不仅适用于5G网络,还适用于飞机,尤其是无人机,因为无人机的重量是一个考虑因素;作为井下油气勘探的无线遥测门户;以及未来的“物联网”应用

本吉奥说:“由于电磁波在空间传播的物理特性,这是有限制的。”

“在这方面,我们没有改变任何东西

我们正在改变的事实是,制造所有这些天线的材料比铜轻得多,更坚固,更能抵抗各种不利的环境条件

" 帕斯卡利说:“这是一个很好的例子,说明了与国家实验室的合作如何极大地扩大了大学团体的范围。”

“如果没有NIST团队的智力参与和实验能力,我们永远不可能完成这项工作

"

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