Antény, které se montují nástřikem

S rozvojem IoT roste poptávka po tenkých a přenosných elektronických zařízeních. Podstatnou součástí IoT je komunikace mezi zařízeními, která vyžaduje vysokofrekvenční (RF) antény, pro něž jsou většinou používány kovy. S miniaturizací zařízení se ale naráží na technické limity. Proto jako alternativa vstoupily do hry nanomateriály, např. grafen, uhlíkové nanotrubice či vodivé polymery, nicméně jejich použití omezuje špatná vodivost, konstatuje se ve studii.
Jako možné řešení představili výzkumníci zařízení pro bezdrátovou komunikaci na bázi dvourozměrného (2D) karbidu titanu (MXene), připraveného jednostupňovým stříkáním. Antény z rozpustného materiálu (jsou tak tenké, že jsou označovány jako „dvourozměrné") fungují stejně jako mobilní antény používané např. ve smartphonech. Pokud se podaří dovést výsledky výzkumu do komerciovatelizatelné podoby, mohla by se tato technologie stát dalším průlomovým milníkem v dynamicky se rozvíjející oblasti inteligentních systémů, a umožnit nejrůznějším senzorům a elektronickým prvkům shromažďovat a přenášet data zcela novým způsobem.
„Antény jsou vyrobeny z nového materiálu nazvaného MXene, který byl poprvé objeven na Drexelově univerzitě v roce 2011. Jde o plíšky karbidů kovů jednonanometrové tloušťky. Listy 2D karbidu titanu jsou kovově vodivé a udržují si vodivost i když jsou plechy na sobě navzájem stohovány, což umožňuje vyrobit průhledné, flexibilní a nositelné antény," uvedl prof. Yury Gogotsi, ředitel Drexelského institutu nanomateriálů.
Vědci vytvořili průsvitnou anténu MXene o tloušťce 100 nm s koeficientem odrazu menším než -10 dB. Zvýšením tloušťky antény na 8 μm se podařilo dosáhnout reflexního koeficientu -65 dB. Povedlo se jim vyrobit i identifikační zařízení (tag) MXene RF s tloušťkou 1 μm, se čtecí vzdáleností 8 m při 860 MHz. Dosavadní zjištění ukazují, že 2D karbid titanu pracuje pod hloubkou povrchu mědi nebo jiných kovů a také nabízí možnost vytvářet průhledné antény. MXenes jako zatím nejdokonalejší a zároveň ve vodě dispergovatelný, mezi 2D materiály zpracovávajícími roztok, může otevřít nové cesty pro výrobu různých tříd RF a jiných přenosných, flexibilních a nositelných elektronických zařízení.
Nastřikovací antény mají srovnatelnou účinnost s konvenčními anténami pro smartphony, ale nabízejí hned několik klíčových výhod: Zabírají méně místa, jsou lehčí a mohou být dokonce průhledné. Lze je snadno připevnit k předmětům jednoduchým nástřikem, nevyžadujícím žádný spojovací materiál.

/joe/

Publikováno: 1. 1. 2019 | Počet zobrazení: 1267 312