p Novas antenas tão finas que podem ser colocadas no lugar também são robustas o suficiente para fornecer um sinal forte em larguras de banda que serão usadas por dispositivos móveis de quinta geração (5G). Resultados de desempenho para as antenas, que são feitos de um novo tipo de material bidimensional chamado MXene, foram relatados recentemente por pesquisadores da Universidade Drexel e podem ter ramificações para dispositivos móveis, tecnologia "internet das coisas" vestível e conectada. p As antenas MXene, que estão em desenvolvimento na Drexel há pouco mais de dois anos, já têm um desempenho quase tão bom quanto as antenas de cobre encontradas na maioria dos dispositivos móveis no mercado hoje, mas com a vantagem de ser apenas uma fração de sua espessura e peso.

p "Esta combinação de desempenho de comunicação com extrema espessura, flexibilidade e durabilidade definem um novo padrão para tecnologia de antena, "disse Yury Gogotsi, Ph.D., Distinguished University e Bach professor de Ciência e Engenharia de Materiais na Faculdade de Engenharia de Drexel, quem é o autor principal de um artigo sobre as antenas MXene publicado recentemente na revista Materiais avançados . "Embora as antenas de cobre tenham sido as melhores em termos de desempenho por algum tempo, suas limitações físicas impediram a tecnologia conectada e móvel de dar os grandes saltos à frente que muitos previram. Devido ao seu conjunto exclusivo de características, as antenas MXene podem desempenhar um papel facilitador no desenvolvimento da tecnologia IoT. "

p Embora as empresas de comunicações móveis estejam atualmente prestes a introduzir a tecnologia 5G, que poderia capitalizar em uma parte menos usada do espectro de telecomunicações para permitir uma transmissão de dados mais rápida, provavelmente se tornará a faixa padrão de operação para novas tecnologias.

p Além de alcançar recursos de desempenho, as antenas para dispositivos do futuro também devem ser capazes de funcionar bem em uma variedade de ambientes fora das placas de circuito de telefones e computadores. De acordo com Gogotsi, isso torna o MXene um material atraente para novas antenas porque pode ser aplicado por spray, impresso em tela ou jato de tinta em praticamente qualquer substrato e permanece flexível sem sacrificar o desempenho.

p "Geralmente os arranjos de antenas de cobre são fabricados por gravação em placas de circuito impresso, este é um processo difícil de realizar em um substrato flexível, "disse Meikang Han, Ph.D., pesquisador de pós-doutorado na A.J. Drexel Nanomaterials Institute que contribuiu para a pesquisa. "Isso coloca o MXene em uma vantagem distinta porque se dispersa na água para produzir uma tinta, que podem ser pulverizados ou impressos nas paredes dos edifícios ou substratos flexíveis para criar antenas. "

p No papel, Gogotsi e seus colaboradores, incluindo o professor Gary Friedman, Ph.D., e Kapil Dandekar, Ph.D., E. Warren Colehower Professor titular do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Faculdade de Engenharia de Drexel, relatou o desempenho de três conjuntos de antenas MXene revestidas com spray, que eram entre 7 a 14 vezes mais finas e 15 a 30 vezes mais leves do que uma antena de cobre semelhante - até mais finas do que uma camada de tinta. Eles testaram as antenas em ambientes de laboratório e abertos para medidas importantes de desempenho de quão eficientemente a antena converte energia em ondas direcionadas - ganho, eficiência de radiação e diretividade. E eles fizeram o teste nas três frequências de rádio comumente usadas para telecomunicações, incluindo um na frequência alvo de operação para dispositivos 5G.

p Em cada instância, as antenas MXene funcionaram dentro de 5% por cento das antenas de cobre, com o desempenho aumentando com a espessura da antena. A antena patch MXene de melhor desempenho, cerca de um sétimo da espessura das antenas de cobre padrão, foi 99% tão eficiente quanto antenas de cobre operando na frequência de 16,4 GHz em um ambiente aberto. MXenes também foram 98% tão eficazes quanto suas contrapartes de cobre operando na largura de banda 5G.

p Seu desempenho excedeu o de vários outros novos materiais sendo considerados para antenas, incluindo tinta prata, nanotubos de carbono e grafeno. E, significativamente, esses números de desempenho não renunciaram quando as antenas MXene foram submetidas a até 5, 000 ciclos de dobra - uma marca de durabilidade que ultrapassa em muito seus materiais similares.

p "A escalabilidade e sustentabilidade ambiental da MXene na manufatura foram bem estabelecidas, que este material atinja metas de desempenho em ritmo com os melhores materiais no mercado hoje é certamente um desenvolvimento significativo, "Gogotsi disse." À medida que continuamos a testar vários padrões e técnicas de revestimento e, ao mesmo tempo, otimizamos a composição dos materiais MXene, Espero que o desempenho deles continue a melhorar. "