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美国研发出二维金属材料喷涂型天线
2018-10-10


    [据德雷塞尔大学网站2018年9月21日报道]    美国德雷塞尔工程学院研究人员拓展二维金属材料新应用,采用喷涂工艺制造出二维金属材料天线,可以使天线安装像使用喷雾一样简单。这种喷涂型天线性能与移动通信设备、无线路由器以及便携式传感器相当,采用的二维金属材料名为“MXene”。

    使天线更小、更轻是材料科学家和电气工程师长期以来的目标,尽管经过了数十年的研究以改善金属天线的性能,但目前的制造方法仍无法将天线做到足够薄并可适用于任何表面。而MXene是一种二维碳化钛材料,在任何表面沉积后都能自行组装成为二维纳米导电薄膜,这种材料比金属更加坚固并且具有金属导电性,可用于制作最薄可达62纳米的天线。

    与其他需要粘合剂和加热步骤的纳米材料制造方法不同,新技术通过喷涂水溶性MXene“油墨”将天线一次成型。将这种透明的天线喷涂在柔性基板上可以在很多新的地方建立新的应用网络,并且以目前难以想象的新方式收集数据,这种新技术将打开智能技术、可穿戴设备和物联网设备新应用的大门。

    通过对比实验发现,MXene天线的无线电传输质量比石墨烯好50倍、比银墨天线好300倍,这项应用研究在减小设备体积和扩大应用方面都是一个巨大的进步,可以真正实现日常用品与天线的无缝集成,此前的研究者们做了很多工作寻找满足系统需求的技术,这项技术使这些问题迎刃而解。

    研究人员最早于2011年研发出MXene系列材料,并从那时起开始考虑这种材料可能的用途,最终促成这项研究成果,研究人员目前已将这种技术应用于粗糙的纤维素纸和光滑的聚对苯二甲酸乙酯板材料上,下一步的目标是探索将其在玻璃、纱线、皮肤等更多材料表面应用。研究人员表示,对MXene系列材料的深入研究将可实现完全透明的电子设备,并有力推进可穿戴设备的发展。(北方科技信息研究所  徐可)

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