Nanoantenas compuestas de nanotubos son tan capaces como las de cobre, pero muchisimo mas pequeñas

Por Amelia OS | El descubrimiento dará un impulso a la tecnología vestible (Wearables)

(Last Updated On: marzo 10, 2018)

Publicado a las 10:18 PM CST en Oct 23,2017 | Actualizado a las 10:18 PM CST en Oct 23,2017


El descubrimiento permite más aplicaciones potenciales para las fibras de nanotubos resistentes y ligeras desarrolladas por el laboratorio de Rice de química y el ingeniero químico Matteo Pasquali.

El laboratorio introdujo el primer método práctico para fabricar fibras de nanotubo de carbono de alta conductividad en el 2013 y desde entonces las ha probado para su uso como implantes cerebrales y en cirugías de corazón, entre otras aplicaciones.

Nanomateriales

Definicion y Ejemplos de estos nuevos materiales

La investigación podría ayudar a los ingenieros que buscan racionalizar los materiales para aviones y naves espaciales donde el peso sea igual al costo. El mayor interés en prendas de vestir como monitores de salud de pulsera y ropa con electrónica incorporada (wearables) podría beneficiarse de antenas de fibra conductoras, flexibles y fuertes que envían y reciben señales, dijo Pasquali.

El equipo de Rice y sus colegas del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) desarrollaron una métrica que llamaron “eficiencia de radiación específica” para juzgar qué tan bien las fibras de nanotubo irradiaban señales en las frecuencias de comunicación inalámbrica comunes de 1 y 2.4 gigahercios y compararon sus resultados con las antenas de cobre estándar.

Hicieron un hilo compuesto de ocho a 128 fibras que son más o menos tan delgadas como un cabello humano y cortadas a la misma longitud para probarlas en un equipo personalizado que hizo comparaciones sencillas con el cobre práctico.

“Las antenas suelen tener una forma específica, y hay que diseñarlas con mucho cuidado”, dijo Amram Bengio, estudiante de postgrado de Rice y autor principal del artículo. “Una vez que estén en esa forma, quieres que sigan así. Uno de los primeros retos experimentales fue conseguir que nuestro material flexible se mantuviera en su sitio”.

 

Contrariamente a los resultados anteriores de otros laboratorios (que utilizaron diferentes fuentes de fibra de nanotubo de carbono), los investigadores de Rice encontraron que las antenas de fibra de cobre coincidieron con la eficiencia de la radiación en las mismas frecuencias y diámetros. Sus resultados apoyan las teorías que predijeron el rendimiento de las antenas de nanotubos que se escalarían con la densidad y conductividad de la fibra.

“No sólo encontramos que obtuvimos el mismo rendimiento que el cobre para el mismo diámetro y área de la sección transversal, sino que una vez que tomamos en cuenta el peso, encontramos que básicamente estamos haciendo esto por 1/20 del peso del alambre de cobre”, dijo Bengio.

 

“Las aplicaciones para este material son un gran punto de venta, pero desde una perspectiva científica, en estas frecuencias los nanotubos de carbono se comportan como un conductor típico”, dijo. Incluso las fibras consideradas “moderadamente conductoras” mostraron un rendimiento superior, dijo.

 

Aunque los fabricantes podrían simplemente usar alambres de cobre más delgados en lugar de los de calibre 30 que usan actualmente, esos alambres serían muy frágiles y difíciles de manejar, dijo Pasquali.

“Amram demostró que si haces bien tres cosas: hacer las fibras correctas, fabricar la antena correctamente y diseñar la antena de acuerdo con los protocolos de telecomunicaciones, entonces obtienes antenas que funcionan bien”, dijo.

“A medida que se va a antenas muy delgadas en altas frecuencias, se obtiene menos desventajas en comparación con el cobre, ya que el cobre se vuelve difícil de manejar en los calibres delgados, mientras que los nanotubos, con su comportamiento textil, se mantienen bastante bien.


Fuentes & Referencias

news.rice.eduNanotube fiber antennas as capable as copper

sciencenewsline.comNanotube Fiber Antennas as Capable as Copper

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