液態金屬天線可實現自我修復

從收音機到手機乃至衛星導航設備，天線在日常生活中無處不在，人們也早已對天線出現故障習以為常。現在，科學家利用液態金屬開發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，反復彎折也不會導致材料“疲勞”，它甚至還具有在外力作用下延展或斷裂后自我修復的本領。相關研究成果發表于近期出版的《先進功能材料》雜志上。

　　在便攜式無線通訊裝置的天線變成隱藏式之后，天線設計也轉向了模塊式制作，但固態金屬有可能因為彎折而斷裂。美國北卡羅萊納州立大學的工程師邁克爾·迪基領導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材料金屬銅。他們將目標鎖定在室溫下比較軟的金屬和金屬合金，最后發現，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，因此，在受損變形時，它是流動的，不會折斷。
　　研究人員將液態天線原型包裹在塑膠基板蝕刻出的微流體通道內進行了測試，在1910兆赫至1990兆赫頻率范圍內，液態天線的效率可達到銅天線的90%。而且，這種天線不但能被彎曲扭轉成任意形狀，甚至可在被截斷時自我修復，同時還能維持連續不變的傳導性。
　　雖然鎵與銦的“身價”比銅要高，但迪基表示，液態天線是為可攜式無線設備設計的，尺寸很小，成本不過幾美分。而且，這種新型液態天線可以采用各種各樣的外殼包裝，應用范圍相當廣泛。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。
　　同傳統的固態天線相比，包裹在彈性材料中的液態天線由于具備可根據其接收的無線電波波長來自我調整長度的能力，因此可以產生更好的調諧效果。迪基的研究小組目前已經研制出了這樣一種“穿”橡膠外殼的可伸展液態天線，可以作為超高敏感度的應力計用于橋梁和大壩等民用工程。如果將多條液態天線與小型收音機設備相連，然后嵌入橋梁或大壩內，這些天線會隨著壓力變化而伸收，可監測建筑結構的安全性。此外，這種液態天線可被嵌入便攜式裝備，在軍事領域也大有用武之地。