Spray-on antennas có thể mở ra tiềm năng của công nghệ kết nối thông minh

Trương Khánh Hợp, Hồng Phương| 10/10/2018 15:49
Theo dõi ICTVietnam trên

Khi nói đến “ăng-ten” bạn có thể nghĩ đến hình ảnh chiếc tai thỏ trên đầu TV cũ hoặc dây thu tín hiệu vô tuyến cho xe hơi. Nhưng một ăng-ten có thể nhỏ hơn nhiều - thậm chí vô hình.

Spraying an antenna onto a flat surface. Drexel University Nanomaterials Lab, CC BY-ND Bất kể kích thước, hình dạng, một ăng-ten đóng vai trò rất quan trọng để liên lạc, truyền và nhận tín hiệu vô tuyến giữa các thiết bị. Khi các thiết bị điện tử cầm tay ngày càng trở nên phổ biến, các ăng-ten cũng phát triển theo xu hướng này.

Các thiết bị đeo, quần áo thông minh, cảm biến công nghiệp và cảm biến y tế sẽ hiệu quả hơn nhiều nếu ăng-ten của chúng có trọng lượng nhẹ và linh hoạt - và thậm chí có thể trong suốt.

Năm 2011, các nhà nghiên cứu thuộc Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu Đại học Drexel tập trung nghiên cứu vật liệu nano mỏng hơn 100.000 lần so với tóc người. Họ đã tìm ra cách kết hợp kim loại với các nguyên tử cacbon hoặc nitơ để tạo ra một loại dẫn điện tốt với tên gọi MXenes (phát âm là “maksens”), được tạo ra bằng các kim loại khác nhau - bao gồm titan, molypden, vanadi và niobi. Điều này mang lại cơ hội khiến cho ăng-ten nhỏ hơn, nhẹ hơn, linh hoạt hơn để đi cùng với các thiết bị cũng được làm từ các vật liệu đa dạng và linh hoạt hơn.

Một loại ăng ten khác cũng đang đi vào sử dụng. Nhiều thẻ tín dụng và thẻ ghi nợ, cũng như hộ chiếu Hoa Kỳ, chứa những thẻ nhận diện tần sóng vô tuyến RFID, các chip điện tử nhỏ mang thông tin nhận dạng và truyền chúng tới các cảm biến xác thực giao dịch hoặc xác nhận danh tính của nhà cung cấp tài liệu.

Thẻ RFID thậm chí còn được sử dụng rộng rãi hơn, để theo dõi các khâu trong quy trình sản xuất, hộp cá nhân và công ten nơ trong các lô hàng lớn và thậm chí kiểm soát truy cập của công nhân ở các khu vực cụ thể của văn phòng hoặc nhà máy.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra dòng vật liệu MXene vào năm 2011, sau đó, hiểu được tính chất của chúng và xem xét các ứng dụng triển vọng của chúng. Vật liệu hai chiều phân lớp này được chế tạo bằng cách xử lý hóa chất ướt, có tiềm năng ứng dụng cho các thiết bị lưu trữ năng lượng, chắn điện từ, lọc nước, cảm biến hóa học, gia cố kết cấu và tách khí.

Nhóm nghiên cứu cho biết cacbua titan MXene có thể hòa tan trong nước để tạo ra mực hoặc sơn. Độ dẫn điện đặc biệt của vật liệu cho phép nó truyền và phát sóng vô tuyến, ngay cả khi vật liệu được phun lớp phủ rất mỏng.

Tất cả các cách tiếp cận này tận dụng lợi thế của các tính chất vật lý và điện của MXenes: Trong suốt với ánh sáng, dẫn điện tử, ổn định về mặt hóa học và mạnh mẽ.

Các nhà nghiên cứu đã khám phá một thuộc tính vật lý khác của MXenes là chúng thích nước. Khi trộn các tấm titan cacbua hai chiều với nước, họ nhận thấy mực nước ổn định. Chúng ta có thể phun hoặc in mực trên bất kỳ bề mặt nào và khi nước bốc hơi, những gì còn lại là các lớp MXene - một ăng-ten MXene.

Khi thử nghiệm với MXene cacbua titan, kết quả là ăng ten truyền dẫn tín hiệu và bắt sóng rất tốt ngay cả khi chỉ phun một lớp rất mỏng. Thử nghiệm ban đầu cho thấy nó có thể hoạt động tốt như các ăng-ten làm bằng vàng, bạc, đồng hoặc nhôm. Vì ăng-ten MXene mỏng hơn rất nhiều nên nó sẽ hiệu quả hơn các vật liệu ăng ten khác trong không gian quá nhỏ, thậm chí chỉ bằng một phần nghìn độ dày của một tờ giấy.

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã so sánh ăng-ten phủ với nhiều loại ăng-ten làm từ các vật liệu mới như graphene, mực bạc và các ống nano cacbon. Ăng-ten Mxene tốt hơn gấp 50 lần graphene và hơn 300 lần ăng-ten mực bạc về khả năng đảm bảo chất lượng truyền sóng vô tuyến.

Ban đầu nhóm thử nghiệm ứng dụng phun mực ăng-ten trên chất nền thô - giấy xenlulô - và một chất nền mềm - tấm giấy polyethylene terephthalate. Bước tiếp theo các nhà khoa học sẽ xem xét những phương thức tốt nhất để áp dụng nó cho nhiều loại bề mặt từ kính đến sợi và da.

Nổi bật Tạp chí Thông tin & Truyền thông
Đừng bỏ lỡ
  • Xây dựng hạ tầng cho mạng 5G tương lai của Việt Nam
    Đông Nam Á là một trong những khu vực có tốc độ phát triển nhanh nhất trên thế giới. Dự kiến tới năm 2030, ASEAN (gồm 10 quốc gia Đông Nam Á) sẽ trở thành nền kinh tế lớn thứ tư toàn cầu. Phần lớn động lực thúc đẩy sự phát triển này đến từ sự vận động và tăng trưởng không ngừng của nền kinh tế số trong khu vực, với giá trị ước tính lên đến gần 1 nghìn tỉ đô-la vào năm 2030.
  • Hai nền tảng số MISA được công nhận là sản phẩm Thương hiệu quốc gia Việt Nam 2024
    Vượt qua hơn 1.000 hồ sơ và nhiều vòng thẩm định khắt khe, MISA có hai nền tảng số đạt danh hiệu Thương hiệu quốc gia Việt Nam 2024.
  • Sản phẩm, dịch vụ của VinaPhone được công nhận là Thương hiệu Quốc gia
    Tại lễ công bố sản phẩm đạt Thương hiệu Quốc gia Việt Nam năm 2024 do Bộ Công Thương tổ chức, sản phẩm, dịch vụ VinaPhone 5G, Truyền hình MyTV, chứng thực ký số công cộng (VNPT CA)... của VNPT VinaPhone đã được công nhận là Thương hiệu Quốc gia 2024.
  • Sắp diễn ra Lễ hội văn hoá ẩm thực Hà Nội năm 2024
    UBND TP. Hà Nội vừa ban hành Kế hoạch số 313/KH-UBND về việc tổ chức Lễ hội văn hóa ẩm thực Hà Nội năm 2024 (The HaNoi Culinary Culture Festival 2024) với chủ đề "Hà Nội kết nối năm châu".
  • GHTK được vinh danh Thương hiệu Quốc gia Việt Nam lần thứ hai
    Công ty CP Giao hàng Tiết Kiệm tự hào là một trong 190 doanh nghiệp tiêu biểu, đạt danh hiệu Thương hiệu Quốc gia Việt Nam năm 2024 trong số hơn 1.000 doanh nghiệp đăng ký.
  • Cuộc đua trung tâm dữ liệu AI tại Đông Nam Á
    Trí tuệ nhân tạo (AI) đã trở thành một động lực chính thúc đẩy đổi mới công nghệ toàn cầu và Đông Nam Á đang ngày càng khẳng định vai trò của mình trong cuộc đua phát triển AI. Hàng loạt các hãng công nghệ và đám mây lớn đã thông báo kế hoạch xây dựng, vận hành trung tâm dữ liệu mới tại Đông Nam Á.
  • Mở rộng trông xe không dùng tiền mặt mang lại lợi ích "kép"
    Việc áp dụng hình thức thanh toán qua ứng dụng thu phí không dừng VETC và mã QR vào hoạt động thanh toán phí gửi xe không dùng tiền mặt không những góp phần từng bước hình thành hệ thống giao thông thông minh mà còn tăng cường công tác quản lý nhà nước, minh bạch trong công tác thu phí dịch vụ trông giữ xe.
  • MobiFone được vinh danh Thương hiệu quốc gia Việt Nam 2024
    Tại Lễ công bố sản phẩm đạt Thương hiệu quốc gia Việt Nam năm 2024 tối 4/11, MobiFone xuất sắc được vinh danh tại sự kiện với 5 thương hiệu sản phẩm đột phá bao gồm: Dịch vụ viễn thông MobiFone, mobiEdu, ClipTV, mobiAgri và nền tảng số MobiFone.
  • 10 xu hướng định hình tương lai của quản lý giao dịch số
    Quản lý giao dịch số đang phát triển mạnh mẽ, được thúc đẩy bởi những tiến bộ công nghệ và nhu cầu ngày càng tăng về xử lý tài liệu an toàn, hiệu quả. Đây là công cụ quan trọng giúp doanh nghiệp giảm bớt thủ tục hành chính và tối ưu hóa quy trình xử lý tài liệu số.
  • Zalo giữ vững ngôi đầu nền tảng nhắn tin được yêu thích nhất
    Ngày 5/11, theo báo cáo “The Connected Consumer Q.III/2024” mới nhất do Decision Lab công bố, Zalo tiếp tục dẫn đầu các nền tảng nhắn tin tại Việt Nam về tỷ lệ sử dụng (renetration rate) và mức độ yêu thích (preference rate).
Spray-on antennas có thể mở ra tiềm năng của công nghệ kết nối thông minh
POWERED BY ONECMS - A PRODUCT OF NEKO