3D打印的“太空时代”天线可能成为卫星通信的代言人

小夏 科技 更新 2024-03-01

不列颠哥伦比亚大学(UBC)的研究人员开发了一种新化合物,他们声称可以通过打开新的“太空时代”天线的大门来彻底改变电信。 这种基于MXENES的新型材料重量轻,可以3D打印,具有与传统金属部件相同的导电性能。

UBC和德雷塞尔大学的研究人员发现了一种将称为MXenes的二维化合物与聚合物结合的方法。 研究人员声称,这种新化合物可以用作其金属对应物的替代品。

这种新化合物有可能大大增强通信技术,包括天线、波导和滤波器。 波导,UBC Okanagan微电子和千兆赫兹应用(OMEGA)实验室的研究员Mohammad Zarifi博士解释说,它们无处不在,对全球电信至关重要。

波导是在通信设备和电器中引导声波和光波的结构。 由于它们具有不同尺寸的导电特性,它们通常由金属制成。 然而,使用这种新化合物,该团队开发了与金属成分具有相似特性的新组件。 然而,它们重量轻 10 到 20 倍,更便宜,更容易制造。

在不断发展的技术环境中,波导(我们每天使用的设备的基础)正在经历变革性的转变,“Zarifi博士解释道。 “从熟悉的微波炉嗡嗡声到卫星通信的广泛覆盖,这些不可或缺的组件传统上由银、黄铜和铜等金属制成,”他补充道。

MXENES发现的核心是一个新兴的二维材料家族。 其中最主要的是,在电信领域,有一种叫做碳化钛MXENE的东西。

将MXENES视为纳米薄导电片,可以分散在类似水的粘土中,“A说j.德雷塞尔纳米材料研究所所长Yury Gogotsi博士解释说。

该材料可以分散在纯水中,几乎可以应用于任何表面,无需添加剂。 在空气中干燥后,聚合物表面导电。 这就像室温下的金属化,没有金属的熔化或蒸发,没有真空或温度,“他补充道。

UBC工程学院的博士生、该研究的第一作者Omid Niksan解释了如何将MXenes集成到3D打印的尼龙基部件中,可以提高通道状结构将微波引导到频段的效率。

这可能会对航空航天和卫星工业中电子通信设备的设计和制造产生重大影响,特别是因为它可以通过轻质增材制造部件来实现。

无论是在天基通信设备还是MRI机器等医学成像设备中,这些轻质MXene涂层聚合物结构都有可能取代传统的制造方法,如金属加工,以创建通道结构,“他补充道。

该研究团队已经为其基于聚合物的新型MXENE涂层组件获得了临时专利。 该团队,尤其是 Zarifi 博士,也对其潜力感到非常兴奋。

虽然还有更多的研究要做,但我们对这种创新材料的潜力感到兴奋,“Zafiri博士说。 “我们的目标是探索和开发3D打印天线和通信设备在太空中的可能性。 通过减少航天飞机运输车的有效载荷,它为工程师提供了更多选择,“他补充道。

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