(文章來源:教育新聞網(wǎng))
賴斯大學(xué)布朗工程學(xué)院的研究人員說,由碳納米管薄膜制成的天線在無線應(yīng)用中的效率與銅一樣高。它們也更堅(jiān)固,更靈活,并且基本上可以涂在設(shè)備上。
賴斯化學(xué)和生物分子工程師Matteo Pasquali實(shí)驗(yàn)室測試了由“剪切對齊”納米管薄膜制成的天線。研究人員發(fā)現(xiàn),不僅導(dǎo)電膜能夠匹配常用銅膜的性能,還可以使其更薄以更好地處理更高的頻率。Applied Physics Letters中詳細(xì)介紹的結(jié)果推進(jìn)了該實(shí)驗(yàn)室先前在基于碳納米管纖維的天線上的工作。主要作者Amram Bengio在科羅拉多州Boulder的美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)的設(shè)施中對實(shí)驗(yàn)室的剪切對準(zhǔn)天線進(jìn)行了測試,他進(jìn)行了研究并撰寫論文,同時(shí)在Pasquali的實(shí)驗(yàn)室獲得博士學(xué)位。此后,Bengio成立了一家公司,以進(jìn)一步開發(fā)這種材料。
他說,在目標(biāo)頻率分別為5、10和14 GHz時(shí),這些天線很容易與金屬對應(yīng)的天線固定在一起。他說:“我們將使用目前甚至在Wi-Fi和藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)中都沒有使用過的頻率,但將在即將到來的5G一代天線中使用。”
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它們無法遵循“輻射效率和頻率之間的經(jīng)典關(guān)系”,但是賴斯在更精致的薄膜上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)證明了它們是錯(cuò)誤的,因此可以單一比較。為了制作這些薄膜,萊斯實(shí)驗(yàn)室在酸基溶液中溶解了納米管,其中大多數(shù)是單壁的,最長可達(dá)8微米。當(dāng)散布到表面上時(shí),產(chǎn)生的剪切力促使納米管自對準(zhǔn),這是Pasquali實(shí)驗(yàn)室在其他研究中應(yīng)用的現(xiàn)象。
Bengio說,盡管氣相沉積已廣泛用作批處理金屬的痕量沉積,但液相處理方法卻使其可擴(kuò)展性更高,連續(xù)天線的制造。
測試膜約為載玻片的大小,厚度在1至7微米之間。納米管通過極具吸引力的范德華力保持在一起,這使材料的機(jī)械性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于銅。研究人員說,新天線可能既適合于5G網(wǎng)絡(luò),也適合于飛機(jī),特別是無人駕駛飛機(jī),因?yàn)檫@是重量的考慮。作為用于井下油氣勘探的無線遙測門戶;以及將來的“物聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用程序。本吉奧說:“由于電磁波在太空中傳播的物理原因,存在局限性。”“我們在這方面沒有任何改變。我們正在改變的事實(shí)是,制造所有這些天線的材料比銅要輕得多,更堅(jiān)固并且更能抵抗各種不利的環(huán)境條件。”
帕斯夸利說:“這是與國家實(shí)驗(yàn)室合作如何大大擴(kuò)展大學(xué)團(tuán)體影響力的一個(gè)很好的例子。”“如果沒有NIST團(tuán)隊(duì)的智力投入和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ覀冇肋h(yuǎn)不可能完成這項(xiàng)工作。”
(責(zé)任編輯:fqj)
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