3D列印的“太空時代”天線可能成為衛星通訊的代言人

Mondo 科技 更新 2024-03-01

不列顛哥倫比亞大學(UBC)的研究人員開發了一種新化合物,他們聲稱可以通過開啟新的“太空時代”天線的大門來徹底改變電信。 這種基於MXENES的新型材料重量輕,可以3D列印,具有與傳統金屬部件相同的導電性能。

UBC和德雷塞爾大學的研究人員發現了一種將稱為MXenes的二維化合物與聚合物結合的方法。 研究人員聲稱,這種新化合物可以用作其金屬對應物的替代品。

這種新化合物有可能大大增強通訊技術,包括天線、波導和濾波器。 波導,UBC Okanagan微電子和千兆赫茲應用(OMEGA)實驗室的研究員Mohammad Zarifi博士解釋說,它們無處不在,對全球電信至關重要。

波導是在通訊裝置和電器中引導聲波和光波的結構。 由於它們具有不同尺寸的導電特性,它們通常由金屬製成。 然而,使用這種新化合物,該團隊開發了與金屬成分具有相似特性的新元件。 然而,它們重量輕 10 到 20 倍,更便宜,更容易製造。

在不斷發展的技術環境中,波導(我們每天使用的裝置的基礎)正在經歷變革性的轉變,“Zarifi博士解釋道。 “從熟悉的微波爐嗡嗡聲到衛星通訊的廣泛覆蓋,這些不可或缺的元件傳統上由銀、黃銅和銅等金屬製成,”他補充道。

MXENES發現的核心是乙個新興的二維材料家族。 其中最主要的是,在電信領域,有一種叫做碳化鈦MXENE的東西。

將MXENES視為奈米薄導電片,可以分散在類似水的粘土中,“A說j.德雷塞爾奈米材料研究所所長Yury Gogotsi博士解釋說。

該材料可以分散在純水中,幾乎可以應用於任何表面,無需新增劑。 在空氣中乾燥後,聚合物表面導電。 這就像室溫下的金屬化,沒有金屬的熔化或蒸發,沒有真空或溫度,“他補充道。

UBC工程學院的博士生、該研究的第一作者Omid Niksan解釋了如何將MXenes整合到3D列印的尼龍基部件中,可以提高通道狀結構將微波引導到頻段的效率。

這可能會對航空航天和衛星工業中電子通訊裝置的設計和製造產生重大影響,特別是因為它可以通過輕質增材製造部件來實現。

無論是在天基通訊裝置還是MRI機器等醫學成像裝置中,這些輕質MXene塗層聚合物結構都有可能取代傳統的製造方法,如金屬加工,以建立通道結構,“他補充道。

該研究團隊已經為其基於聚合物的新型MXENE塗層元件獲得了臨時專利。 該團隊,尤其是 Zarifi 博士,也對其潛力感到非常興奮。

雖然還有更多的研究要做,但我們對這種創新材料的潛力感到興奮,“Zafiri博士說。 “我們的目標是探索和開發3D列印天線和通訊裝置在太空中的可能性。 通過減少穿梭機運輸車的有效載荷,它為工程師提供了更多選擇,“他補充道。

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