Американцы разработали технологию напыления антенн на бумагу и другую тонкую и гибкую основу. В перспективе решения могут использоваться для реализации технологий Wi-Fi, Bluetooth и изготовления RFID-меток.
С развитием интернета вещей будет расти спрос на тонкие переносимые электронные устройства, для связи между которыми необходимо использовать антенны с особыми характеристиками. Такие характеристики трудно или невозможно обеспечить с помощью традиционно используемых металлов. В качестве альтернативы в последнее время стали исследовать наноматериалы (графен, углеродные нанотрубки, проводящие полимеры), которые также имеют свои технологические ограничения.
Команда исследователей из Университета Дрекселя (Филадельфия, США) предложила изготавливать радиочастотные устройства для беспроводной связи на основе напыляемого металлического двумерного (2D) карбида титана (Ti3C2 MXene). Для начала была разработана технология синтеза Ti3C2 MXene, тонкие хлопьевидные включения которого получали путем травления Ti3AlC2 и промывкой в деионизированной воде.
Хлопьевидная структура напыленного материала
В итоге получался стабильный водный коллоидный раствор Ti3C2, подходящий для изготовления пленки методами фильтрации, распыления, печати или нанесения вращением. В своей работе авторы изучали технологию производства тонких пленок методом распыления до толщины пленки менее 1,4 мкм и вакуумной фильтрации до толщины свыше 1 мкм.
Схема изготовления и образцы
В итоге были изготовлены различные образцы антенн толщиной от 62 нм до 8 мкм, работающих в диапазонах частот Wi-Fi и Bluetooth. В частности, удалось получить прозрачную MXene-пленку толщиной 100 нм с коэффициентом отражения менее 10 дБ. Увеличив толщину антенны до 8 мкм, исследователи добились получения коэффициента отражения -65 дБ.
Гибкие антенны из Ti3C2 MXene на полиэтилене и разных видах бумаги
Также была изготовлена гибкая RFID-метка толщиной 1 мкм с расстоянием считывания 8 м на частоте 860 МГц. Решение открывает новые возможности для производства различных классов радиочастотных и других гибких переносных и носимых электронных устройств.
