中國(guó)粉體網(wǎng)訊  萊斯大學(xué)布朗工程學(xué)院研究人員介紹由碳納米薄膜制成的天線與銅制的無(wú)線天線一樣高效，而且它們更堅(jiān)韌靈活，甚至于可以涂在設(shè)備上。化學(xué)和生物分子工程師Matteo Pasquali的Rice實(shí)驗(yàn)室測(cè)試了由“剪切排列”的納米管薄膜制成的天線。研究人員發(fā)現(xiàn)，不僅導(dǎo)電薄膜能夠與常用銅薄膜的性能相匹配，它們還可以做得更薄，以便更好地處理更高的頻率。

該實(shí)驗(yàn)室的剪切對(duì)準(zhǔn)天線在主要作者Amram Bengio的科羅拉多州博爾德國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）工廠進(jìn)行了測(cè)試，他進(jìn)行了研究并撰寫了論文，同時(shí)在Pasquali實(shí)驗(yàn)室獲得了博士學(xué)位。Bengio自此成立了一家公司，以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)這種材料。他說(shuō)，在目標(biāo)頻率為5,10和14千兆赫時(shí)，天線很容易與金屬對(duì)應(yīng)物保持一致。他說(shuō)：“我們目前的頻率甚至還沒(méi)有用于今天的Wi-Fi和藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)，但將用于即將推出的5G天線。”Bengio指出，其他研究人員認(rèn)為基于納米管的天線及其固有特性使他們不能堅(jiān)持“輻射效率和頻率之間的經(jīng)典關(guān)系”，但萊斯試驗(yàn)更精致的電影證明它們是錯(cuò)誤的，允許一對(duì)一比較。

為了制作這些薄膜，Rice實(shí)驗(yàn)室在酸性溶液中溶解了納米管，其中大多數(shù)是單壁的，長(zhǎng)達(dá)8微米。當(dāng)擴(kuò)散到表面時(shí)，產(chǎn)生的剪切力促使納米管自對(duì)準(zhǔn)，這是Pasquali實(shí)驗(yàn)室在其他研究中應(yīng)用的現(xiàn)象。

Bengio表示，盡管氣相沉積被廣泛用作金屬痕量沉積的間歇工藝，但流體相處理方法有助于實(shí)現(xiàn)更具可擴(kuò)展性的連續(xù)天線制造。測(cè)試膜的尺寸約為載玻片的尺寸，厚度為1至7微米。納米管通過(guò)強(qiáng)烈吸引力的范德華力保持在一起，這使得材料的機(jī)械性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于銅。

研究人員表示，新型天線可能適用于5G網(wǎng)絡(luò)，也適用于飛機(jī)，尤其是無(wú)人機(jī)，其重量是一個(gè)考慮因素; 作為井下石油和天然氣勘探的無(wú)線遙測(cè)門戶網(wǎng)站; 以及未來(lái)的“物聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用程序。“由于電磁波如何通過(guò)太空傳播的物理特性存在限制，”Bengio說(shuō)�！�我們?cè)谶@方面沒(méi)有改變?nèi)魏螙|西。我們正在改變的是，制造所有這些天線的材料比銅更輕，更強(qiáng)，更耐受更廣泛的不利環(huán)境條件。”

“這是一個(gè)很好的例子，說(shuō)明與國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的合作如何極大地?cái)U(kuò)大了大學(xué)團(tuán)隊(duì)的影響范圍，”Pasquali說(shuō)。“如果沒(méi)有NIST團(tuán)隊(duì)的智力參與和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/span>，我們就永遠(yuǎn)無(wú)法完成這項(xiàng)工作�！�

參考文獻(xiàn)：

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

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/江岸）

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