Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Theo các nhà nghiên cứu, ăng-ten không có kim loại làm từ màng ống nano carbon mỏng, mạnh, linh hoạt có hiệu quả tương đương với ăng-ten đồng thông thường.
Các ăng-ten làm từ màng ống nano carbon cũng hiệu quả như đồng cho các ứng dụng không dây, theo các nhà nghiên cứu tại Trường Kỹ thuật Brown của Đại học Rice. Chúng cũng cứng hơn, linh hoạt hơn và về cơ bản có thể được sơn lên các thiết bị.
Phòng thí nghiệm Rice của kỹ sư hóa học và phân tử sinh học Matteo Pasquali đã thử nghiệm ăng ten làm từ màng ống nano “cắt thẳng hàng”. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng không chỉ các màng dẫn có thể phù hợp với hiệu suất của màng đồng thường được sử dụng, chúng còn có thể được làm mỏng hơn để xử lý tốt hơn tần số cao hơn.
Các kết quả chi tiết trong Thư Vật lý Ứng dụng đã thúc đẩy công việc trước đây của phòng thí nghiệm về ăng ten dựa trên các sợi ống nano carbon.
Các ăng ten cắt ngang của phòng thí nghiệm đã được thử nghiệm tại cơ sở của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) ở Boulder, Colorado, bởi tác giả chính Amram Bengio, người thực hiện nghiên cứu và viết bài báo trong khi lấy bằng tiến sĩ trong phòng thí nghiệm của Pasquali. Bengio từ đó đã thành lập một công ty để tiếp tục phát triển vật liệu.
Ở tần số mục tiêu là 5, 10 và 14 gigahertz, ăng-ten dễ dàng giữ riêng với các đối tác kim loại của chúng, ông nói. “Chúng tôi đã đi lên các tần số thậm chí không được sử dụng trong các mạng Wi-Fi và Bluetooth ngày hôm nay, nhưng sẽ được sử dụng trong thế hệ ăng ten 5G sắp tới”, ông nói.
Bengio lưu ý rằng các nhà nghiên cứu khác đã lập luận rằng ăng-ten dựa trên ống nano và các đặc tính vốn có của chúng đã khiến chúng không tuân thủ “mối quan hệ cổ điển giữa hiệu suất và tần số bức xạ”, nhưng các thí nghiệm của Rice với các màng tinh chế hơn đã chứng minh rằng chúng sai -một so sánh.
Để tạo ra các bộ phim, phòng thí nghiệm Rice đã hòa tan các ống nano, hầu hết chúng đều có vách đơn và dài tới 8 micron, trong một dung dịch gốc axit. Khi lan rộng trên một bề mặt, lực cắt tạo ra khiến các ống nano tự sắp xếp, một hiện tượng mà phòng thí nghiệm Pasquali đã áp dụng trong các nghiên cứu khác.
Bengio nói rằng mặc dù lắng đọng pha khí được sử dụng rộng rãi như một quy trình hàng loạt để lắng đọng kim loại, phương pháp xử lý pha lỏng cho vay để sản xuất ăng ten liên tục, có khả năng mở rộng hơn.
Các bộ phim thử nghiệm có kích thước bằng một phiến kính và dày từ 1 đến 7 micron. Các ống nano được giữ với nhau bằng lực van der Waals hấp dẫn mạnh mẽ, mang lại tính chất cơ học vật liệu tốt hơn nhiều so với đồng.
Các nhà nghiên cứu cho biết ăng-ten mới có thể phù hợp với mạng 5G nhưng cũng cho máy bay, đặc biệt là máy bay không người lái, trong đó trọng lượng là một điều cần cân nhắc; như cổng thông tin từ xa không dây cho thăm dò dầu khí xuống cấp; và cho các ứng dụng “internet of thing” trong tương lai.
“Có những giới hạn bởi vì tính chất vật lý của cách sóng điện từ lan truyền trong không gian”, ông Bengio nói. “Chúng tôi không thay đổi bất cứ điều gì liên quan đến vấn đề đó. Điều chúng tôi đang thay đổi là thực tế là vật liệu mà tất cả các ăng-ten này sẽ được tạo ra là nhẹ hơn, mạnh hơn và có khả năng chống lại nhiều điều kiện môi trường bất lợi hơn đồng.”
“Đây là một ví dụ tuyệt vời về cách hợp tác với các phòng thí nghiệm quốc gia mở rộng đáng kể phạm vi của các nhóm trường đại học,” Pasquali nói. “Chúng tôi không bao giờ có thể thực hiện công việc này nếu không có sự tham gia trí tuệ và khả năng thử nghiệm của nhóm NIST.”
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Rice . Bản gốc được viết bởi Mike Williams. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :