Las antenas fabricadas con películas de nanotubos de carbono son tan eficientes como el cobre para aplicaciones inalámbricas. según investigadores de la Escuela de Ingeniería Brown de la Universidad de Rice. También son más duros más flexible y esencialmente se puede pintar en dispositivos.

El laboratorio de Rice del ingeniero químico y biomolecular Matteo Pasquali probó antenas hechas de películas de nanotubos "alineadas por corte". Los investigadores descubrieron que las películas conductoras no solo eran capaces de igualar el rendimiento de las películas de cobre de uso común, también podrían hacerse más delgados para manejar mejor las frecuencias más altas.

Los resultados detallados en Letras de física aplicada Avanzar en el trabajo anterior del laboratorio sobre antenas basadas en fibras de nanotubos de carbono.

Las antenas alineadas por cizallamiento del laboratorio se probaron en las instalaciones del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) en Boulder. Colorado, por el autor principal Amram Bengio, quien llevó a cabo la investigación y escribió el artículo mientras obtenía su doctorado en el laboratorio de Pasquali. Desde entonces, Bengio ha fundado una empresa para desarrollar aún más el material.

En las frecuencias objetivo de 5, 10 y 14 gigahercios, las antenas se mantuvieron fácilmente con sus contrapartes de metal, él dijo. "Estábamos subiendo a frecuencias que ni siquiera se utilizan en las redes Wi-Fi y Bluetooth hoy en día, pero se utilizará en la próxima generación de antenas 5G, " él 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 la eficiencia de la radiación y la frecuencia". "pero los experimentos de Rice con películas más refinadas han demostrado que estaban equivocados, permitiendo las comparaciones uno a uno.

Para hacer las películas el laboratorio de Rice disolvió nanotubos, la mayoría de ellos de pared simple y hasta 8 micrones de largo, en una solución a base de ácido. Cuando se extiende 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 de trazas de metales, el método de procesamiento de fase fluida se presta a más escalable, fabricación continua de antenas.

Las películas de prueba eran 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 confiere 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 los vehículos aéreos no tripulados, para qué peso es una consideración; como portales de telemetría inalámbricos para la exploración de petróleo y gas en el fondo de pozo; y para futuras aplicaciones de "Internet de las cosas".

"Hay límites debido a la física de cómo se propaga una onda electromagnética a través del espacio, "Bengio dijo." No vamos a cambiar nada en ese sentido. Lo que estamos cambiando es el hecho de que el material con el que se fabricarán todas estas antenas es sustancialmente más ligero, 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 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 del NIST ".