賴斯大學(xué)布朗工程學(xué)院的研究人員說，由碳??納米管薄膜制成的天線在無線應(yīng)用中的效率與銅一樣高。它們也更堅固，更靈活，并且基本上可以涂在設(shè)備上。

賴斯化學(xué)和生物分子工程師Matteo Pasquali實驗室測試了由“剪切對齊”納米管薄膜制成的天線。研究人員發(fā)現(xiàn)，不僅導(dǎo)電膜能夠匹配常用銅膜的性能，還可以使其更薄以更好地處理更高的頻率。

Applied Physics Letters中詳細(xì)介紹的結(jié)果推進了該實驗室先前在基于碳納米管纖維的天線上的工作。

主要作者Amram Bengio在科羅拉多州Boulder的美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)的設(shè)施中對實驗室的剪切對準(zhǔn)天線進行了測試，他進行了研究并撰寫論文，同時在Pasquali的實驗室獲得博士學(xué)位。此后，Bengio成立了一家公司，以進一步開發(fā)這種材料。

他說，在目標(biāo)頻率分別為5、10和14 GHz時，這些天線很容易與金屬對應(yīng)的天線固定在一起。他說：“我們將使用目前甚至在Wi-Fi和藍牙網(wǎng)絡(luò)中都沒有使用過的頻率，但將在即將到來的5G一代天線中使用。”

Bengio指出，其他研究人員認(rèn)為，基于納米管的天線及其固有特性使它們無法遵循“輻射效率和頻率之間的經(jīng)典關(guān)系”，但是賴斯在更精致的薄膜上進行的實驗證明了它們是錯誤的，因此可以單一比較。

為了制作這些薄膜，萊斯實驗室在酸基溶液中溶解了納米管，其中大多數(shù)是單壁的，最長可達8微米。當(dāng)散布到表面上時，產(chǎn)生的剪切力促使納米管自對準(zhǔn)，這是Pasquali實驗室在其他研究中應(yīng)用的現(xiàn)象。

Bengio說，盡管氣相沉積已廣泛用作批處理金屬的痕量沉積，但液相處理方法卻使其可擴展性更高，連續(xù)天線的制造。

測試膜約為載玻片的大小，厚度在1至7微米之間。納米管通過極具吸引力的范德華力保持在一起，這使材料的機械性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于銅。

研究人員說，新天線可能既適合于5G網(wǎng)絡(luò)，也適合于飛機，特別是無人駕駛飛機，因為這是重量的考慮。作為用于井下油氣勘探的無線遙測門戶;以及將來的“物聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用程序。

本吉奧說：“由于電磁波在太空中傳播的物理原因，存在局限性。”“我們在這方面沒有任何改變。我們正在改變的事實是，制造所有這些天線的材料比銅要輕得多，更堅固并且更能抵抗各種不利的環(huán)境條件。”

帕斯夸利說：“這是與國家實驗室合作如何大大擴展大學(xué)團體影響力的一個很好的例子。”“如果沒有NIST團隊的智力投入和實驗?zāi)芰?，我們永遠(yuǎn)不可能完成這項工作。”