可穿戴喷涂天线可能使未来的可穿戴设备超紧凑

Sprayable天线
图片来源:德雷克塞尔大学

在不久的将来,你可能需要在你的衣服上喷一个手机天线。费城德雷塞尔大学工程学院的研究人员开发了一种新型喷涂天线,它可以像喷漆或驱虫喷雾一样容易使用。

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这项研究发表在杂志上科学的进步在美国,科学家们将这种天线描述为非常薄,并将其称为“二维”天线,因为它们是由一种名为MXene的金属材料制成的。然而,它们的性能与智能手机和无线路由器中使用的移动天线一样好。如果商业化,这种天线可能会改变日益增长的智能设备领域的游戏规则,使它们能够以今天不可能的方式收集和传输数据。

“这些天线是由一种名为MXenes的新型二维材料制成的,这种材料于2011年首次在德雷克塞尔大学发现,”德雷克塞尔纳米材料研究所所长、材料科学与工程教授Yury Gogotsi说。告诉Digital Trends.“mxene是1纳米厚的金属碳化物薄片。一纳米大约比一张纸薄10万倍。碳化钛2D薄片具有金属导电性,即使在制造过程中相互堆叠,也能保持其导电性,从而使制造透明、灵活、可穿戴的天线成为可能。”

对可穿戴天线的探索并不新鲜。十多年前,一篇研究论文描述了一种手套和手镯,当用户与不显眼的标记物体交互时,可以检测到。

Sprayable天线
图片来源:德雷克塞尔大学

“在柔性衬底上喷洒天线或使其光学透明的能力意味着我们可以有很多新的地方来建立网络,”合著者、德雷克塞尔无线系统实验室主任卡皮尔·丹德卡尔说。

“有一些新的应用程序和收集数据的新方法,我们目前甚至无法想象。”

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为了制作天线,只需少量的水溶性碳化钛粉末MXene,这种粉末是德雷克塞尔发明的。然后把它和一点水混合,Walla!天线的准备。这种喷涂式天线之所以能工作,是因为MXene作为一种非常薄的、甚至看不见的涂层,具有传输无线电波的独特能力。MXene天线的功能就像手机和移动设备上的大金属天线一样,但它们几乎不占空间,只需几次喷雾,就可以把任何物体变成功能齐全的发射器。

研究发现,在保持无线电波传输质量方面,MXene天线的效率比石墨烯天线高50倍,比银墨水天线高300倍。

德雷克塞尔大学的研究助理教授Babak Anasori说:“MXene天线不仅在宏观和微观方面优于金属天线,我们超越了现有纳米材料天线的性能,同时保持天线厚度非常低。”

MXenes喷雾技术仍处于早期阶段,但Anasori相信,随着时间的推移,它只会变得更好。

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