Estas antenas Spray-on podrían ser el futuro de la comunicación

Estas antenas Spray-on podrían ser el futuro de la comunicación

Cuando escuchas la palabra “antena“, ¿Qué podrías pensar? Seguro en esas antenas que se usaban en los televisores viejos, que había que moverlos para encontrar la señal o en un cable pegado a la radio antigua en busca de sintonía.

Sin importar su forma o tamaño, una antena es crucial para la comunicación, transmisión y recepción de señales de radio entre dispositivos. A medida que los componentes electrónicos portátiles se vuelven cada vez más comunes, las antenas también deben hacerlo.

Los monitores portátiles, la ropa inteligente flexible, los sensores industriales y los sensores médicos serán mucho más eficaces si sus antenas son livianas y flexibles, y posiblemente incluso transparentes.

Un grupo de científicos han desarrollado un tipo de material que ofrece muchas más opciones para conectar antenas a los dispositivos, incluida la pintura en aerosol sobre paredes o ropa.

Su laboratorio de ciencias de Materiales, se centra en los nanomateriales, que son más de 100.000 veces más delgados que un cabello humano. En 2011, los investigadores del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Drexel desarrollaron una forma de combinar metales con átomos de carbono o nitrógeno para crear un material de unos pocos átomos de espesor, muy fuerte y bueno para conducir electricidad.

Llamamos a estos materiales MXenes (pronunciado “maksens”), y podemos hacerlos con diferentes metales, incluyendo titanio, molibdeno, vanadio y niobio.

El trabajo más reciente ha identificado que mezclar MXenes con agua que permite rociar antenas sobre cualquier superficie, incluyendo una pared de ladrillo o una ventana de vidrio, e incluso utilizar una inyección de tinta para imprimir una antena en papel. Esto crea nuevas oportunidades para que las antenas más pequeñas, ligeras y más flexibles puedan acompañar a los dispositivos que también están siendo fabricados con materiales más variados y versátiles.

Las antenas no están en todas partes, aún…

Los relojes inteligentes y los llaveros electrónicos pueden parecer avanzados, pero los investigadores están trabajando en muchas más opciones, incluyendo batas hospitalarias que pueden detectar el corazón y las frecuencias respiratorias de los pacientes, y puntos de sutura que controlan la curación después de la cirugía. También necesitarán antenas, que son estériles, flexibles, resistentes e incluso que se puedan lavar.

Otro tipo de antena está abriéndose camino en el mundo, también. Muchas tarjetas de crédito y débito, así como también pasaportes estadounidenses, contienen lo que se denomina etiquetas RFID, diminutos chips electrónicos que llevan información de identificación y los transmiten a sensores que validan transacciones o certifican la identidad del operador del documento.

Las etiquetas RFID se usan con mayor frecuencia en la industria, rastrean componentes en procesos de fabricación, cajas y contenedores individuales en grandes envíos e incluso controlan el acceso de los trabajadores a áreas específicas de una oficina o fábrica.

Una amplia gama de usos

Desde el descubrimiento de Drexel en 2011 de MXenes , los investigadores de todo el mundo han estado probando cómo funcionan en una variedad de tareas. Algunos de los primeros éxitos han incluido dispositivos de almacenamiento de energía, protección contra interferencias electromagnéticas, filtración de agua, detección química, refuerzo estructural, tratamiento del cáncer y separación de gases.

Todos estos enfoques aprovechan las propiedades físicas y eléctricas de los MXenes: son transparentes a la luz, electrónicamente conductivos, químicamente estables y fuertes.

Pulverización simple

Se han explorado estados sobre cómo usar otro atributo físico que tienen los MXenes: les encanta el agua. Cuando los científicos mezclan hojas de carburo de titanio bidimensional MXene con agua, obtienen una tinta estable a base de agua. El cual pueden rociar o imprimir esa tinta en cualquier superficie, y cuando el agua se evapora, lo que queda son las capas de MXene, una antena MXene.

Cuando hacemos esto con un carburo de titanio MXene, la antena resultante es muy buena para transmitir y dirigir ondas de radio, incluso cuando se aplica en una capa muy delgada.

Las pruebas iniciales sugieren que puede funcionar tan bien como las antenas de uso más común hechas de oro, plata, cobre o aluminio. Y como es mucho más delgada, una antena MXene puede ser efectiva en espacios demasiado pequeños para otros materiales de antena, incluso tan pequeños como una milésima del grosor de una hoja de papel.

 

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