RICE UNIVERSITY NEWS & MEDIA
2019_276_6
Rice lab trdi, da so nanocevke konkurent bakru v 5G brezžičnih in drugih aplikacijah.
Antene, narejene iz filma ogljikovih nanocevk, so enako učinkovite, kot uporaba bakra za brezžične aplikacije, so povedali raziskovalci na Rone University of Brown School of Engineering. Prav tako so trdnejše, prožnejše in se lahko v bistvu natisnejo na naprave.
Laboratorij Rice kemičnega in biomolekularnega inženirja Mattea Pasqualija je testiral antene, narejene iz “strižnih” filmov nanocevk. Raziskovalci so odkrili, da ne le, da se prevodni filmi lahko primerjajo z običajno uporabljenimi bakrenimi filmi, temveč so lahko tudi tanjši, da bi lahko bolje delovali na višjih frekvencah.
Rezultati, ki so podrobno opisani v reviji Applied Physics Letters, pospešujejo predhodno delo laboratorija na antenah na osnovi vlaken ogljikovih nanocevk.
Strižno poravnane laboratorijske antene so bile preizkušene v ustanovi Nacionalnega inštituta za standarde in tehnologijo (NIST) v Boulderju v Koloradu. Bengio je od takrat ustanovil podjetje za nadaljnji razvoj materiala.
Na ciljnih frekvencah 5, 10 in 14 GHz so se antene z lahkoto primerjale s kovinskimi antenami, je dejal. “Šli smo na frekvence, ki se danes ne uporabljajo v Wi-Fi in Bluetooth omrežjih, vendar se bodo uporabljale v prihajajoči 5G generaciji anten,” je dejal.
Bengio je ugotovil, da so drugi raziskovalci ugovarjali, da antene na osnovi nanocevk in njihove lastnosti preprečujejo, da bi se držale “klasičnega razmerja med učinkovitostjo in frekvenco sevanja”, vendar so poskusi na Rice z bolj prefinjenimi filmi dokazali, da njihove trditve niso držale. To so dokazali v primerjavi s kovinskimi antenami.
Za izdelavo filmov so laboratoriji Rice raztopili nanocevke, večinoma enostenske in dolge do 8 mikronov, v raztopini na osnovi kislin. Ko se razprostrle po površini, strižna sila nanocevk povzroči, da se same poravnajo, kar je laboratorij Pasquali uporabil v drugih študijah.
Bengio je dejal, da čeprav je odlaganje plinaste faze široko uporabljeno kot šaržni postopek za depozicijo kovin v sledovih, je metoda obdelave s tekočinsko fazo primernejša za večjo neprekinjeno proizvodnjo antene.
Preskusne folije so bile približno velikosti stekelca in debele med 1 in 7 mikronov. Nanocevke držijo zelo privlačne van der Waalsove sile, kar daje materialu mehanske lastnosti veliko boljše od tistih iz bakra.
Raziskovalci so povedali, da so nove antene primerne za 5G omrežja, pa tudi za letala, zlasti brez posadke, kjer je teža pomemben faktor. Antene so primerne kot portali za brezžično telemetrijo za raziskovanje naftnih in plinskih vrtin in za prihodnje aplikacije „interneta stvari“.
“Zaradi fizike obstajajo meje, kako se elektromagnetno valovanje širi skozi prostor,” je dejal Bengio. »V zvezi s tem ne spreminjamo ničesar. To, kar spreminjamo, je dejstvo, da je material, iz katerega bodo izdelane vse te antene, bistveno lažji, močnejši in odpornejši na širše različne neugodne okoljske razmere, kot pa baker. «
“To je odličen primer, kako sodelovanje z nacionalnimi laboratoriji močno razširja doseg univerzitetnih skupin,” je dejal Pasquali. “Tega dela ne bi mogli opraviti brez intelektualne vključenosti in eksperimentalnih zmogljivosti ekipe NIST.”
Soavtorji prispevka so diplomant na Rice fakulteti Lauren Taylor, vodja raziskovalne skupine Robert Headrick in alumni Michael King in Peiyu Chen; Damir Senić, Charles Little, John Ladbury, Christian Long, Christopher Holloway, Nathan Orloff in James Booth ter nekdanji član Rice fakultete Aydin Babakhani, ki je sedaj sodelavec, ki poučuje in izvaja elektrotehniko in računalništvo na UCLA. Pasquali je profesor kemijske in biomolekularne tehnike, profesor kemije in znanosti o materialih ter nanoinženiring na A.J. Hartsook. Bengio je ustanovitelj in glavni operativni direktor podjetja Wootz, L.L.C.
Raziskavo je finančno podprlo ameriško ministrstvo za obrambo.
Povzeto po: https://news.rice.edu/2019/06/10/antennas-of-flexible-nanotube-films-an-alternative-for-electronics-2/
