science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Kleine antennes maken voor draagbare elektronica

Krediet:American Chemical Society

Als het om elektronica gaat, groter is meestal niet beter. Dit geldt met name voor een nieuwe generatie draagbare communicatiesystemen die beloven mensen met elkaar te verbinden, machines en andere objecten in een draadloos 'internet of things'. Om de apparaten klein en comfortabel genoeg te maken om te dragen, wetenschappers moeten hun componenten miniaturiseren. Nutsvoorzieningen, onderzoekers in ACS Nano hebben de kleinste radiofrequentie-antennes tot nu toe gemeld, met diktes van ongeveer 1/100 van een mensenhaar.

Antennes die radiogolven ontvangen en uitzenden, zijn meestal gemaakt van metalen geleiders, zoals aluminium, koper en zilver. Hoewel deze materialen een hoge elektrische geleidbaarheid hebben, ze presteren niet goed in ultradunne, lichtgewicht antennes. Als resultaat, de meeste op metaal gebaseerde antennes zijn dikker dan 30 micrometer in diameter, die hun toepassing in geminiaturiseerde elektronische apparaten beperkt. Om nog kleinere antennes te maken, Keun Young Shin, Ho Seok Park en collega's wilden proberen extreem dunne platen van een 2D-materiaal te gebruiken dat bestond uit een laag metallische niobiumatomen ingeklemd tussen twee lagen seleniumatomen (NbSe 2 ).

De onderzoekers maakten hun antenne door verschillende lagen NbSe . te spraycoaten 2 nanosheets op een plastic substraat. Vervolgens testten ze de 885 nm dikke antenne, vinden dat een 10 × 10 mm 2 patch van het ultradunne materiaal presteerde goed, met een stralingsrendement van 70,6%. Het apparaat verspreidde radiofrequentiegolven in alle richtingen. Door de lengte van de antenne te veranderen, de frequentie kon worden afgestemd van 2,01 tot 2,80 GHz, die de frequentie omvat die vereist is voor Bluetooth- en Wi-Fi-technologieën. Ook, de antenne kan worden gebogen en uitgerekt zonder grote veranderingen in de prestaties. Naast draagbare elektronica, de nieuwe antennes zouden op een dag toepassingen kunnen vinden in communicatiesystemen in de diepe ruimte, omdat het materiaal een supergeleider zou worden in de zeer koude temperaturen van de ruimte, zeggen de onderzoekers.