柔性纳米管薄膜天线是电子产品的替代品
根据莱斯大学布朗工程学院的研究人员的说法,由碳纳米管薄膜制成的天线与无线应用的铜一样高效 。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Matteo Pasquali的Rice实验室 测试了由“剪切排列”的纳米管薄膜制成的天线。研究人员发现,不仅导电薄膜能够与常用铜薄膜的性能相匹配,它们还可以做得更薄,以便更好地处理更高的频率。
应用物理快报中详细介绍的结果 推进了实验室 之前 关于基于碳纳米管纤维的天线的研究。
该实验室的剪切对准天线在 主要作者Amram Bengio的科罗拉多州博尔德国家标准与技术研究所(NIST)工厂进行了测试,他进行了研究并撰写了论文,同时在Pasquali实验室获得了博士学位。Bengio自此成立了一家公司,以进一步开发这种材料。
他说,在目标频率为5,10和14千兆赫时,天线很容易与金属对应物保持一致。他说:“我们目前的频率甚至还没有用于今天的Wi-Fi和蓝牙网络,但将用于即将推出的5G天线。”
Bengio指出,其他研究人员认为基于纳米管的天线及其固有特性使他们不能坚持“ 辐射效率 和频率之间的经典关系 ”,但莱斯试验更精致的电影证明它们是错误的,允许一对一 - 一个比较。
为了制作这些薄膜,Rice实验室在酸性溶液中溶解了纳米管,其中大多数是单壁的,长达8微米。当扩散到表面时,产生的剪切力促使纳米管自对准,这是Pasquali实验室在其他研究中应用的现象 。
Bengio表示,尽管 气相沉积 被广泛用作金属痕量沉积的间歇工艺,但流体相处理方法有助于实现更具可扩展性的连续天线制造。
测试膜的尺寸约为载玻片的尺寸,厚度为1至7微米。纳米管通过强烈吸引力的范德华力保持在一起,这使得材料的机械性能远远优于铜。
研究人员表示,新型天线可能适用于5G网络,也适用于飞机,尤其是 无人机,其重量是一个考虑因素; 作为井下石油和天然气勘探的无线遥测门户网站; 以及未来的 “物联网” 应用程序。
“由于电磁波如何通过太空传播的物理特性存在限制,”Bengio说。“在这方面,我们没有改变任何事情。我们正在改变的是,制造所有这些天线的材料比铜更轻,更强,更耐受更广泛的不利环境条件。“
“这是一个很好的例子,说明与国家实验室的合作如何极大地扩大了大学团队的影响范围,”Pasquali说。“如果没有NIST团队的智力参与和实验能力,我们就永远无法完成这项工作。”
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