木质电子产品引领6G技术？学术资讯

纳米纤维素制成的复合透镜包含约800根天线，可用于6G技术。

全球电子产品的数量正在激增，如何更合理、可持续地生产电子产品也已经成为行业的重要课题。其中，基于木材的电子产品正逐渐成为工程师的焦点，特别在芬兰这样的高森林覆盖面积国家。

虽然木制电子设备的应用预测还为时过早，但芬兰奥卢大学的研究人员已经用纳米纤维素制造出了引导无线电发射机信号的无线电透镜。它包含约800根天线，可用于6G技术。

影响电子产品制造的关键因素包括制造温度和能源使用。在很多情况下，室温制造已成为现实。工程师通过优化材料，赋予了电子产品可持续性、可回收性、可获得性和环境友好性。此外，成本也对产品有重要影响。奥卢大学开发的制造技术与印刷电子技术密切相关，印刷电子技术在奥卢地区表现出强劲的发展势头。木质电子产品是印刷电子产品的重要组成部分，而无线电透镜又是无线电技术与印刷电子技术交叉融合的核心。

奥卢大学微电子研究所博士后研究员Sami Myllymäki说：“我们正在制造一种6G无线电设备，以实现更高速的数据通信。在6G技术中，信号频率为300千兆赫，其天线尺寸不超过1毫米。”因此，天线是无线透镜开发的关键点。透镜使辐射聚焦，增加发射机和接收机之间的距离，从而扩展工作范围。

Myllymäki说：“相机也有镜头，它能提供清晰的图像。在无线电中，透镜的目标是高质量的信号传输，这就需要精确的无线电环境图像。”

在未来，研究人员希望新通信技术能够可靠地传送大量数据，并且没有延迟。该目标可以通过提高频率实现，这也对需要传输数据的计算能力提出了更高的要求。

“计算能力和高频引导设备对硅基处理器的要求很苛刻，放大器晶体管的速度已经被推到了极限。然而，用更昂贵的材料取代硅又不具备可行性。”Myllymäki说：“在电子行业中，传统做法是将所有元件塞进狭小的空间中。这意味着设备是高度集成的，因此在制造时需要使用高介电常数材料。出于集成化目的，小尺寸的新材料在很大程度上已经达到了合理极限。人们希望寻找能替代塑料的原材料。”

纳米纤维素是一种天然的替代材料。它具有轻质、机械强度高、电力损耗低、易于获取等优点。如果它还是水溶性的，回收将变得更加便捷。

5G和6G的发展对无线电基础设施以及计算需求都提出了更高的要求。

Myllymäki说：“对部分能接入互联网的物联网设备而言，一个单独的小型设备就足以提供某些信息。与此同时，结构电子学也在高速发展。很多电子产品在制造阶段就已经实现了集成化。”反射表面便是其中的有趣例证之一。

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编译：雷鑫宇

审稿：西莫

责编：陈之涵

来源：奥卢大学

原文链接：

https://techxplore.com/news/2021-04-wood-based-electronics-sustainable-6g.html