Американські дослідники розробили просту технологію створення тонких і гнучких антен, що складаються з електропровідного почесного матеріалу. Вчені запропонували розпорошувати частинки матеріалу за допомогою забарвного пістолета на папір або полімер і створили за допомогою такого методу кілька прототипів, у тому числі антени для роботи в Wi-Fi діапазоні і RFID-мітку, яку зчитують на відстані восьми метрів. Присвячена розробці стаття опублікована в журналі.
Одна з не до кінця вирішених технологічних проблем, що стоять перед розробниками носимих пристроїв, полягає в тому, що багато їхніх компонентів доводиться створювати з жорстких матеріалів, не дуже зручних у носінні. Багато компонентів, наприклад, екрани, інженери вже навчилися робити гнучкими, але поки майже всі ці розробки не застосовуються в серійних пристроях через низькі характеристики, в тому числі надійність, або складний і дорогий процес створення.
Дослідники з Дрексельського університету розробили відносно простий спосіб створення тонких і гнучких антен на основі ^ ерного електропровідного матеріалу - карбіду титану. Процес створення таких антен досить простий - спочатку необхідно приготувати колоїдний розчин з почесних частинок карбіду титану, а потім його потрібно нанести на підкладку. Синтез матеріалу відбувається за допомогою цькування Ti3AlC2 і видалення з нього алюмінієвих атомів. В результаті утворюються хлопьевидні частинки карбіду титану товщиною близько нанометра, які після додавання деіонізованої води утворюють колоїдний розчин з рівномірним розподілом частинок.
Після підготовки матеріалу його необхідно нанести на підкладку за допомогою забарвного пістолета, який розпорошує розчин під високим тиском. Автори роботи показали, що як підкладку можна використовувати різні матеріали, що часто використовуються, в тому числі поліетилентерефталат і папір. Крім того, одна з переваг таких антен перед антенами з міді або інших металів полягає в тому, що вони мають меншу товщину скін-шару, через який проходить велика частина струму, пов'язаного з поступаючими на антену або випромінюваними їй радіохвилями, а значить, загальна товщина антени може бути меншою, що важливо при створенні мікроустроїв.
У своїй роботі дослідники створили безліч прототипів з різною конструкцією і товщиною для вивчення їх властивостей. Для вивчення властивостей, що стосуються випромінювання радіохвиль, автори створили прототипи дипольних антен, для дослідження поширення хвиль за матеріалом вони використовували конструкцію копланарного хвилевода, а властивості зворотного розсіювання дослідники вивчали на створених за допомогою напилення RFID-мітках.
Створені вченими дипольні антени були розраховані на роботу на частоті 2,4 гігагерца, яка використовується в Wi-Fi- і Bluetooth-пристроях, і мали товщину від 62 нанометрів до восьми мікрометрів. Вимірювання показали, що коефіцієнт відображення найтовстішої антени склав - 65 децибелл, що перевищує аналогічний параметр для будь-яких інших антен такої ж товщини, виконаних з наноматеріалів. Крім того, автори створили з карбіду титану гнучкі RFID-мітки, що зчитуються на відстані до восьми метрів, що наклеюються на одяг антени та інші прототипи.
Існують й інші недорогі та прості способи створення гнучких електронних пристроїв. Наприклад, нещодавно американські інженери створили гнучкі пасивні Wi-Fi мітки з датчиками дотику, що працюють без акумулятора, а в 2016 році інженери з MIT навчилися створювати гнучкі татуювання з сусального золота, які можна використовувати в якості сенсорної поверхні.