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計量論壇

標(biāo)題: 液態(tài)金屬天線可實現(xiàn)自我修復(fù) [打印本頁]

作者: 兌水 時間: 2010-1-26 07:11
標(biāo)題: 液態(tài)金屬天線可實現(xiàn)自我修復(fù)
從收音機(jī)到手機(jī)乃至衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備，天線在日常生活中無處不在，人們也早已對天線出現(xiàn)故障習(xí)以為常。現(xiàn)在，科學(xué)家利用液態(tài)金屬開發(fā)出可以像流體一樣隨意彎曲的天線。這種新型天線不僅能更好地接受信號，反復(fù)彎折也不會導(dǎo)致材料“疲勞”，它甚至還具有在外力作用下延展或斷裂后自我修復(fù)的本領(lǐng)。相關(guān)研究成果發(fā)表于近期出版的《先進(jìn)功能材料》雜志上。

　　在便攜式無線通訊裝置的天線變成隱藏式之后，天線設(shè)計也轉(zhuǎn)向了模塊式制作，但固態(tài)金屬有可能因為彎折而斷裂。美國北卡羅萊納州立大學(xué)的工程師邁克爾·迪基領(lǐng)導(dǎo)的研究小組希望能夠找到一種更有彈性的材料，以取代目前最為常用的傳導(dǎo)材料金屬銅。他們將目標(biāo)鎖定在室溫下比較軟的金屬和金屬合金，最后發(fā)現(xiàn)，鎵和銦是制作新天線材料的最佳組合。鎵銦合金具有天線需要的所有電子特性，彈性也比銅大得多。另外，在室溫下，它實際上為液態(tài)，因此，在受損變形時，它是流動的，不會折斷。
　　研究人員將液態(tài)天線原型包裹在塑膠基板蝕刻出的微流體通道內(nèi)進(jìn)行了測試，在1910兆赫至1990兆赫頻率范圍內(nèi)，液態(tài)天線的效率可達(dá)到銅天線的90%。而且，這種天線不但能被彎曲扭轉(zhuǎn)成任意形狀，甚至可在被截斷時自我修復(fù)，同時還能維持連續(xù)不變的傳導(dǎo)性。
　　雖然鎵與銦的“身價”比銅要高，但迪基表示，液態(tài)天線是為可攜式無線設(shè)備設(shè)計的，尺寸很小，成本不過幾美分。而且，這種新型液態(tài)天線可以采用各種各樣的外殼包裝，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。剛硬的“外衣”可以讓它更加堅固，而橡膠“外衣”能讓它像松緊帶一樣拉抻。
　　同傳統(tǒng)的固態(tài)天線相比，包裹在彈性材料中的液態(tài)天線由于具備可根據(jù)其接收的無線電波波長來自我調(diào)整長度的能力，因此可以產(chǎn)生更好的調(diào)諧效果。迪基的研究小組目前已經(jīng)研制出了這樣一種“穿”橡膠外殼的可伸展液態(tài)天線，可以作為超高敏感度的應(yīng)力計用于橋梁和大壩等民用工程。如果將多條液態(tài)天線與小型收音機(jī)設(shè)備相連，然后嵌入橋梁或大壩內(nèi)，這些天線會隨著壓力變化而伸收，可監(jiān)測建筑結(jié)構(gòu)的安全性。此外，這種液態(tài)天線可被嵌入便攜式裝備，在軍事領(lǐng)域也大有用武之地。

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