Напыляемые невидимые антенны раскроют потенциал Интернета Вещей

В исследовании, недавно представленном в журнале Science Advances, группа из Инженерного колледжа Дрексельского университета (штат Пенсильвания) нашла способ напыления сверхтонких антенн из двумерного металлического материала MXene, которые, согласно результатам тестирования, функционируют столь же хорошо, как и гораздо более толстые антенны из золота, серебра, меди или алюминия, что сегодня используются в мобильных устройствах и беспроводных маршрутизаторах.

Предоставляемая новым методом возможность напылять антенну на гибкую основу или делать её оптически прозрачной открывает перспективы интеграции технологий беспроводного подключения в бесчисленное множество новых приложений IoT, носимой электроники, функциональной ткани и пр. При этом, добавление антенн ко всевозможным объектам и поверхностям происходит без увеличения веса или ограничения гибкости.

«Чернила» из растворённого в воде 2D карбида титана (MXene) наносились максимально просто — в один этап, без химических добавок и термообработки. Они позволяли авторам получать прозрачные антенны толщиной всего 62 нанометра, которые, тем не менее, эффективно передавали и принимали радиоволны благодаря исключительной электропроводности этого материала. При увеличении толщины слоя до 8 микрон производительность антенны MXene достигала 98% прогнозируемого теоретического максимума.

В тестах антенны из MXene, напылявшиеся на целлюлозную бумагу или на гладкие полиэтиленовые плёнки, сохраняли качество передаваемых радиоволн в 50 раз лучше, чем антенны из графена, и в 300 раз лучше, чем изготовленные печатью серебряными чернилами.

На следующем этапе участники этой работы будут заниматься поиском оптимальных путей нанесения таких антенн на самые разные поверхности: от стекла, до пряжи и кожи.