«Многие исследователи – включая нашу лабораторию – разработали датчики прототипа для пригодных систем здравоохранения, но была ясная потребность развивать антенны, которые могут быть легко включены в те системы, чтобы передать данные из датчиков, так, чтобы пациентов можно было проверить или диагностировать», говорит доктор Ён Чжу, адъюнкт-профессор механической и космической разработки в государственном и ведущем авторе NC статьи, описывающей работу.Исследователи хотели развивать антенну, которая могла быть протянута, катила или крутила, и всегда возвращайтесь к ее оригинальной форме, потому что пригодные системы могут подвергнуться множеству усилий, поскольку пациенты перемещаются.
Чтобы создать соответственно эластичную, эффективную антенну, исследователи использовали трафарет, чтобы применить серебряные нанопроводы в определенном образце и затем вылили жидкий полимер по нанопроводам. Когда полимер устанавливает, он формирует упругий композиционный материал, которому включили нанопроводы в желаемый образец.Этот шаблонный материал формирует исходящий элемент антенны участка микрополосы. Управляя формой и размерами исходящего элемента, исследователи могут контролировать частоту, на которой антенна посылает и получает сигналы.
Исходящий слой тогда соединен с «наземным» слоем, который сделан из того же самого соединения, кроме него имеет непрерывный слой серебряных включенных нанопроводов.Исследователи также узнали, что, в то время как частота антенны действительно изменяется, поскольку она протянута (так как это изменяет ее размеры), частота остается в определенной пропускной способности. «Это означает, что будет все еще общаться эффективно с отдаленным оборудованием, будучи протянутым», говорит Адамс. «Кроме того, это возвращается к его оригинальной форме и продолжает работать даже после того, как это значительно исказили, согнули, искривили или катили». Поскольку частота изменяется почти линейно с напряжением, антенна может использоваться беспроводной датчик напряжения также.
«Другие исследователи разработали поддающиеся растягиванию датчики, используя жидкий металл, например», говорит Чжу. «Наша техника относительно проста, может быть объединена непосредственно в сами датчики и была бы довольно легка расшириться».Работа над новой, поддающейся растягиванию антенной основывается на предыдущем исследовании из лаборатории Чжу, чтобы создать упругих проводников и многофункциональные датчики, используя серебряные нанопроводы.
Работа, «Поддающиеся растягиванию и Обратимо Непрочные Антенны Радиочастоты На основе Серебряных Нанопроводов», опубликована онлайн в ACS Applied Materials & Interfaces. Ведите автор статьи – Лингнэн Сонг, студент в Чжэцзянском университете, который работал над проектом в государстве NC во время программы обмена. Среди соавторов Аманда Майерс, аспирант в государстве NC; и доктор Джейкоб Адамс, доцент электротехники и вычислительной техники в государстве NC.
Работа была поддержана частично Национальным научным фондом под грантом, EFRI-1240438 и NSF ПОМОГАЮТ Техническому Научно-исследовательскому центру в государстве NC под грантом ЕЭС 1160483.