随意扭曲加自我修复，液态天线在美诞生
扫描二维码
随时随地手机看文章
在便携式无线通讯装置的天线已经变成隐藏式之后，天线设计专家已经转向开发可挠式的金属制模块，但任何一种固态金属都有可能因为太长弯折而断裂。现在有一种液态天线(liquid antennas)，能在不施加压力的状态下变化成各种形状，弯折也不会导致材料疲劳，甚至能在被裁断之后自我修复。
通过在软性塑料基板内蚀刻微流体通道(micro-fluidic channels)，研究人员展示了一种创新的、能制造可顺应环境改变形状的高可靠度天线之液态技术。该研究是由美国北卡罗莱那州立大学(North Carolina State University)教授Michael Dickey与犹他州大学(University of Uta)教授Gianluca Lazzi共同合作进行。
Dickey表示，该液态天线的关键材料是镓(gallium)，因为该元素的氧化物会产生一层“皮肤”，让液态金属在微流体通道中维持稳定。接下来，在镓金属中加入铟(indium)，就能在室温下维持其液态。镓与铟的价格与铜相较昂贵许多，但Dickey表示，由于该天线是为便携式无线设备设计，尺寸很小，所以成本也不过几美分。
在测试中，液态天线是包裹在塑料基板蚀刻出的微流体通道内，而该种天线不但能被弯曲成任意形状，甚至可在被截断时自我修复。“我们的天线能在伸展、弯折、卷曲或扭转的同时，维持连续不变的导电性;”Dickey表示：“通过使用微影(lithographic)制程，这种天线能像是传统铜制天线那样容易生产。”
研究人员所展示的天线原型，是将液态镓铟金属灌注在聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)基板内的微流体通道中;在1910~1990MHz频率范围的测试中，该种天线的效率与铜线相当，可达到约九成。
该种天线的创新用法之一，是可通过将其PDMS基板伸展不同的长度来进行调谐，使其可当做超高敏感度的应变计(strain gauge)来使用。在这方面的应用上，研究人员计划在可挠性的硅胶外壳内制作微流体通道，再将之嵌入建筑物或桥梁的墙面内，如此就可监测建筑结构的安全性。此外该种天线也能被嵌入背包等装备，提供军事领域的应用。
下载文档
