Según los investigadores de la Brown School of Engineering de la Universidad de Rice, las antenas hechas de películas de nanotubos de carbono son tan eficientes como el cobre para aplicaciones inalámbricas. También son más resistentes, más flexibles y pueden pintarse esencialmente en dispositivos.
El laboratorio de Rice del ingeniero químico y biomolecular Matteo Pasquali probó antenas hechas de películas de nanotubos "alineadas al cizallamiento". Los investigadores descubrieron que las películas conductoras no solo podían igualar el rendimiento de las películas de cobre comúnmente utilizadas, sino que también podían fabricarsemás delgado para manejar mejor las frecuencias más altas.
Los resultados detallados en letras de física aplicada avance el trabajo previo del laboratorio sobre antenas basadas en fibras de nanotubos de carbono.
Las antenas alineadas con cizalladura del laboratorio fueron probadas en las instalaciones del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST en Boulder, Colorado, por el autor principal Amram Bengio, quien realizó la investigación y escribió el documento mientras obtenía su doctorado en el laboratorio de Pasquali.Desde entonces, Bengio fundó una empresa para desarrollar aún más el material.
En las frecuencias objetivo de 5, 10 y 14 gigahercios, las antenas se defendieron fácilmente con sus contrapartes metálicas, dijo. "Estábamos llegando a frecuencias que ni siquiera se usan en las redes Wi-Fi y Bluetooth hoy en día,pero se usará en la próxima generación de antenas 5G ", dijo.
Bengio señaló que otros investigadores han argumentado que las antenas basadas en nanotubos y sus propiedades inherentes les han impedido adherirse a la "relación clásica entre eficiencia de radiación y frecuencia", pero los experimentos de Rice con películas más refinadas han demostrado que están equivocadas, lo que permitede uno a uno.
Para hacer las películas, el laboratorio de Rice disolvió nanotubos, la mayoría de ellos de pared simple y hasta 8 micras de largo, en una solución a base de ácido. Cuando se extendió sobre una superficie, la fuerza de corte producida hace que los nanotubos se autoalineen, un fenómeno que el laboratorio Pasquali ha aplicado en otros estudios.
Bengio dijo que aunque la deposición en fase gaseosa se emplea ampliamente como un proceso por lotes para la deposición traza de metales, el método de procesamiento en fase fluida se presta a una fabricación de antenas más escalable y continua.
Las películas de prueba eran aproximadamente del tamaño de un portaobjetos de vidrio, y entre 1 y 7 micras de espesor. Los nanotubos se mantienen unidos por fuerzas de Van der Waals fuertemente atractivas, lo que le da al material propiedades mecánicas mucho mejores que las del cobre.
Los investigadores dijeron que las nuevas antenas podrían ser adecuadas para redes 5G pero también para aviones, especialmente vehículos aéreos no tripulados, para los cuales se considera el peso; como portales de telemetría inalámbricos para la exploración de petróleo y gas en el fondo del pozo y para el futuro "internet de las cosas"aplicaciones.
"Hay límites debido a la física de cómo una onda electromagnética se propaga a través del espacio", dijo Bengio. "No estamos cambiando nada en ese sentido. Lo que estamos cambiando es el hecho de que el material del que se moverán todas estas antenasse hace sustancialmente más liviano, más fuerte y más resistente a una variedad más amplia de condiciones ambientales adversas que el cobre ".
"Este es un gran ejemplo de cómo la colaboración con los laboratorios nacionales amplía enormemente el alcance de los grupos universitarios", dijo Pasquali. "Nunca podríamos haber hecho este trabajo sin la participación intelectual y las capacidades experimentales del equipo NIST".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Original escrito por Mike Williams. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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