Draagbare sensors in kleding en chips in betaalpasjes kunnen in de toekomst handig gebruik maken van een flexibele en doorzichtige antenne die te sprayen of te printen is.

Als je het hebt over een antenne denk je misschien al gauw aan de dikke uitschuifbare ‘voelsprieten’ van een ouderwetse radio of televisie. Maar inmiddels vind je ze in veel kleinere en dunnere vorm terug in allerlei apparaten, van smartphones tot betaalpasjes.  Materiaaldeskundigen van de Drexel University gaan nu en stapje verder. Ze hebben een antenne ontwikkeld die je op hightech-snufjes kunt sprayen.

Veel toepassingen

Het materiaal waaruit de sprayable antenne bestaat heet MXene (spreek uit: mexien). In 2011 ontwikkelden onderzoekers deze stof door metalen met koolstof of stikstof te combineren. MXene bleek goed stroom te geleiden, en ongelofelijk sterk en flexibel te zijn.

Sinds de ontdekking worden de mogelijkheden van MXene in veel toepassingsgebieden onderzocht. Denk daarbij aan energieopslag (zoals een supersnelle batterij), waterzuivering, chemische sensors (bommensnuiven), gasproductie (waterstof voor brandstofcellen) of kankerbehandeling (fotothermale therapie).

Eén duizendste

De wetenschappers van Drexel kozen ervoor om een antenne van MXene te maken. Het proces is eigenlijk simpel: meng tweedimensionaal titanium carbide MXene met water en je kunt de vloeistof op elke denkbaar oppervlak, zoals een muur of kleding, sprayen of printen. Zodra het water is verdampt, is de antenne klaar voor gebruik. Andere antennes moeten eerst worden gemengd met speciale binders en worden verhit. Een ingewikkeld en duur proces.

De MXene-antenne is met zijn 62 nanometer dikte zo dun als één duizendste van een vel papier. Zo dun dat de antenne doorzichtig is. Dat hij werkt blijkt uit tests van de onderzoekers. De ‘voelspriet’ is zelfs 50 maal beter in verzenden van radiogolven dan concurrent grafeen en 300 maal beter dan concurrent nanozilverinkt, zo stellen de onderzoekers.

Veel potentieel

Een paar jaar geleden beweerde het bedrijf ChamTech al een spraybare antenne te hebben ontwikkeld waarmee bomen en huizen in antennes voor het mobiele netwerk konden worden veranderd, maar dat plan lijkt vooralsnog niet van de grond te komen. Omdat MXene al in veel verschillende toepassingsgebieden wordt onderzocht, lijkt dit materiaal meer potentie te hebben. Maar de toekomst zal het moeten uitwijzen.

Bronnen: Materials Science, The Conversation, NewAtlas

Beeld: Drexel University

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!