UBC奥肯那根研究人员创造了新的化合物来建造太空时代的天线
UBC 奥肯纳根分校的研究人员与德雷克塞尔大学合作，在一项开创性的开发中创造了一种新化合物，可用于 3D 打印电信天线和其他连接设备。
这些 3D 打印产品是通过将一种称为 MXenes 的二维化合物与聚合物相结合而制成的，可以用作金属对应物的替代品，并且可以极大地改进通信技术，包括天线、波导和滤波器等元件。
UBC奥肯那根微电子和千兆赫应用 (OMEGA) 实验室的研究员 Mohammad Zarifi 博士表示，波导无处不在，但大多数人并不知道它们是什么。
波导是帮助在通信设备和微波炉等消费电器中引导声波和光波的结构或管道。波导的尺寸各不相同，但历史上它们由于其导电特性而由金属制成。
Zarifi 博士和他的 OMEGA 团队开发了最先进的通信组件，这些组件具有与金属兼容的性能，但重量轻 10 至 20 倍，成本更低且易于制造。
“在不断发展的技术领域，波导——我们日常使用的设备的基础——正在经历一场变革，”工程学院副教授扎里菲博士解释道。“从熟悉的微波炉嗡嗡声到广泛的卫星通信，这些组成部分传统上都是由银、黄铜和铜等金属制成的。”
费城德雷塞尔大学 AJ Drexel 纳米材料研究所所长 Yury Gogotsi 博士解释说，MXene 是一个新兴的二维材料家族，其中碳化钛 MXene 在导电性方面处于领先地位
“将 MXene 视为纳米薄的导电薄片，可以分散在类似水的粘土中，”Gogotsi 博士说，“这种材料可以分散在纯水中，无需添加任何添加剂，可应用于几乎任何表面。空气干燥后，可使聚合物表面导电。这就像室温下的金属化，无需熔化或蒸发金属，无需真空或温度。”
将 MXene 集成到 3D 打印的尼龙部件上，可以使通道状结构更有效地将微波引导至频段。UBCO 工程学院博士生、该文章的第一作者 Omid Niksan 解释说，轻质增材制造组件的这种能力可能会影响航空航天和卫星行业电子通信设备的设计和制造。
“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，例如用于创建通道结构的金属加工方法，”他补充道。
研究人员拥有基于聚合物的 MXene 涂层通信组件的临时专利。扎里菲博士指出，这种设备的潜力巨大。
“虽然还需要进行更多研究，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。”
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