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柔性纳米管薄膜天线或成为铜在电子领域的对手


来源:中国粉体网   江岸

[导读]  莱斯大学布朗工程学院研究人员介绍由碳纳米薄膜制成的天线与铜制的无线天线一样高效,而且它们更坚韧灵活,甚至于可以涂在设备上。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。

中国粉体网讯  莱斯大学布朗工程学院研究人员介绍由碳纳米薄膜制成的天线与铜制的无线天线一样高效而且它们更坚韧灵活甚至于可以涂在设备上化学和生物分子工程师Matteo PasqualiRice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

 

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5,1014千兆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17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。“我们在这方面没有改变任何东西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。“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。”

 

参考文献

E. Amram Bengio, Damir Senic, Lauren W. Taylor, Robert J. Headrick, Michael King, Peiyu Chen, Charles A. Little, John Ladbury, Christian J. Long, Christopher L. Holloway, Aydin Babakhani, James C. Booth, Nathan D. Orloff, Matteo Pasquali. Carbon nanotube thin film patch antennas for wireless communications. Applied Physics Letters, 2019; 114 (20): 203102 DOI: 10.1063/1.5093327



(中国粉体网编辑整理/江岸)

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