Las antenas hechas de películas de nanotubos de carbono son tan eficientes como el cobre para aplicaciones inalámbricas, según investigadores de la Brown School of Engineering de Rice University. También son más resistentes, más flexibles y esencialmente se pueden pintar en dispositivos.

El laboratorio del ingeniero químico y biomolecular  Matteo Pasquali  probó antenas hechas de películas de nanotubos «alineadas con cizalla». Los investigadores descubrieron que las películas conductoras no solo podían igualar el rendimiento de las películas de cobre de uso común, sino que también podían hacerse más delgadas para manejar mejor las frecuencias más altas.

Las antenas sin metal hechas de películas de nanotubos de carbono delgadas, fuertes y flexibles son tan eficientes como las antenas de cobre comunes, según un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Rice. technology.org

Las antenas alineadas al cizallamiento del laboratorio fueron probadas en la instalación  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 documento mientras obtenía su doctorado en el laboratorio de Pasquali. Desde entonces, Bengio fundó una empresa para desarrollar aún más el material.

A las frecuencias objetivo de 5, 10 y 14 gigahertz, las antenas se mantuvieron fácilmente con sus contrapartes de metal, dijo. «Íbamos a frecuencias que ni siquiera se usan en las redes Wi-Fi y Bluetooth en la actualidad, pero que se utilizarán en la próxima generación de antenas 5G», dijo.

Bengio señaló que otros investigadores han argumentado que las antenas basadas en nanotubos y sus propiedades inherentes han evitado que se adhieran 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 están equivocados, permitiendo buenas comparaciones.

Para hacer las películas, disolvieron los nanotubos, la mayoría de ellos de pared simple y de hasta 8 micrones de largo, en una solución a base de ácido. Cuando se extiende sobre una superficie, la fuerza cortante producida hace que los nanotubos se alineen, un fenómeno que  el laboratorio de Pasquali ha aplicado en otros estudios .

El alumno de Rice University, Amram Bengio, tiene una antena de película de nanotubos flexible. 
La antena, que ha demostrado ser tan eficiente como la de los cables de cobre, se puede pintar esencialmente en los dispositivos. technology.org

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 en fase fluida se presta para una fabricación de antena continua más escalable.

Las películas de prueba tenían aproximadamente el tamaño de un portaobjetos de vidrio, y tenían un espesor de entre 1 y 7 micrones. Los nanotubos se mantienen unidos por fuerzas de van der Waals, que le dan 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 aeronaves, especialmente  vehículos aéreos no tripulados , para los cuales el peso es una consideración; como portales de telemetría inalámbrica para exploración de petróleo y gas en el fondo del pozo; y para futuras aplicaciones del Internet.

«Hay límites debido a la física de cómo una onda electromagnética se propaga a través del espacio», dijo Bengio. «No estamos cambiando 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 liviano, más resistente 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 NIST».

Fuente:https://www.technology.org/2019/06/11/antennas-of-flexible-nanotube-films-an-alternative-for-electronics/


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