Antenas basadas en un material compuesto conductor de polímero y métodos para la producción de las mismas.

Antena que comprende:

una estructura de soporte no conductor;

y

una capa de material compuesto conductor depositada sobre la estructura de soporte no conductor;

donde la capa de material compuesto conductor comprende una pluralidad de nanotubos de carbono y unpolímero;

donde cada uno de la pluralidad de nanotubos de carbono está en contacto con al menos otro de la pluralidadde nanotubos de carbono; y

donde la capa de material compuesto conductor se puede operar para recibir al menos una señalelectromagnética.

Antenas basadas en un material compuesto conductor de polímero y métodos para la producción de las mismas La presente solicitud reivindica la prioridad sobre el documento de solicitud de patente provisional de Estados Unidos 611058, 352 presentado el 3 de junio de 2008.

Declaración con respecto a la investigación patrocinada federalmente No aplicable.

Antecedentes Las antenas constituyen la piedra angular de la tecnología de comunicaciones de módem inalámbrico. Las antenas se diseñan para recibir y emitir radiación electromagnética y actúan como vehículo entre el espacio libre y los dispositivos inalámbricos. Un requisito básico de las antenas convencionales es que contienen un conductor eléctrico. Por ejemplo, el documento de Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos 2008/0086876 divulga una antena que tiene conductores formados por una tinta, tinte, o revestimiento conductor. Por esta razón, la mayoría de las antenas tradicionales se han limitado a estructuras metálicas. Para las aplicaciones de antena en las que se ha de tener en cuenta el peso, en algunos casos las antenas metálicas también pueden ser problemáticas.

En diversas aplicaciones estructurales, se han usado polímeros y materiales compuestos de polímero como reemplazos livianos para los metales. Aunque ciertos polímeros y materiales compuestos de polímero son conductores eléctricos o se pueden hacer conductores eléctricos, sus bajas conductividades han limitado generalmente su uso como reemplazos de los metales en aplicaciones que requieren conductividad eléctrica.

A la vista de lo expuesto anteriormente, las estructuras de antena no metálica o al menos parcialmente no metálica serían de considerable utilidad en una diversidad de aplicaciones en las que se usan convencionalmente las antenas metálicas. La presente divulgación describe estructuras de antena preparadas a partir de materiales compuestos de polímero altamente conductores que utilizan nanotubos de carbono conductores como material de relleno. Estas estructuras de antena proporcionan un enfoque alternativo a las antenas tradicionales que son completamente metálicas. Tales estructuras de antena no metálica o al menos parcialmente no metálica son ventajosas ya que tienen un peso menor que las antenas metálicas comparables y ofrecen un aumento significativo de la eficacia de la antena.

Sumario En diversas realizaciones, se describen antenas en el presente documento. Las antenas incluyen una estructura de soporte no conductor y una capa de material compuesto conductor depositada sobre la estructura de soporte no conductor. El material compuesto conductor incluye una pluralidad de nanotubos de carbono y un polímero. Cada uno de la pluralidad de nanotubos de carbono está en contacto con al menos otro de la pluralidad de nanotubos de carbono. La capa de material compuesto conductor se puede operar para recibir al menos una señal electromagnética.

En diversas realizaciones, se describen antenas híbridas en el presente documento. Las antenas híbridas incluyen un cuerpo interno de antena metálica y una capa de material compuesto conductor que reviste el cuerpo interno de antena metálica. La capa de material compuesto conductor incluye una pluralidad de nanotubos de carbono y un polímero. Cada uno de la pluralidad de nanotubos de carbono está en contacto con al menos otro de la pluralidad de nanotubos de carbono. La capa de material compuesto conductor actúa como un amplificador para el cuerpo interno de antena metálica.

En diversas realizaciones, se describen radios que incluyen las antenas y las antenas híbridas. En diversas realizaciones, se describen teléfonos móviles que incluyen las antenas y las antenas híbridas. En diversas realizaciones, se describen tarjetas de red inalámbricas que incluyen las antenas y las antenas híbridas.

En otras realizaciones diversas, se describen métodos para la formación de una antena en el presente documento. Los métodos incluyen proporcionar una estructura de soporte no conductor y depositar una capa de material compuesto conductor sobre la estructura de soporte no conductor. El material compuesto conductor incluye una pluralidad de nanotubos de carbono y un polímero. Cada uno de la pluralidad de nanotubos de carbono está en contacto con al menos otro de la pluralidad de nanotubos de carbono. La capa de material compuesto conductor se puede operar para recibir al menos una señal electromagnética.

En aún otras realizaciones diversas, se describen métodos para la formación de una antena híbrida en el presente documento. Los métodos incluyen proporcionar un cuerpo interno de antena metálica y depositar una capa de 65 material compuesto conductor sobre el cuerpo interno de antena metálica. La capa de material compuesto conductor incluye una pluralidad de nanotubos de carbono y un polímero. Cada uno de la pluralidad de nanotubos de carbono está en contacto con al menos otro de la pluralidad de nanotubos de carbono. La capa de material compuesto conductor actúa como amplificador para el cuerpo interno de antena metálica.

Lo expuesto anteriormente ha resumido de forma bastante amplia diversas características de la presente divulgación para que se pueda comprender mejor la descripción detallada que sigue a continuación. En el presente documento se describirán características y ventajas adicionales de la presente divulgación, que forman el objeto de las reivindicaciones.

Breve descripción de las figuras Para una comprensión más completa de la presente divulgación, y de las ventajas de la misma, a continuación se hace referencia a las siguientes descripciones que se consideran junto con las figuras anexas que describen realizaciones específicas de la presente divulgación, donde:

La FIGURA 1 presenta un gráfico ilustrativo de la conductividad de un material compuesto de nanotubo de carbono/policarbonato en función del ángulo de medición;

Las FIGURAS 2A -2C presentan espectros Raman ilustrativos de MWNT purificados, de MWNT no purificados, de un material compuesto de MWNT-polímero de policarbonato, y de un polímero de policarbonato puro en las longitudes de onda de 488, 514, y 785 nm, respectivamente;

La FIGURA 3 presenta una imagen de TEM ilustrativa de los MWNT que se usan en los materiales compuestos de polímero antes de la formación del material compuesto de polímero;

La FIGURA 4 presenta una imagen de TEM ilustrativa de los MWNT después de la formación del material compuesto de polímero, que muestra un estrecho empaquetamiento de los MWNT entre sí y rodeados por el polímero;

La FIGURA 5 presenta una fotografía de una antena no metálica ilustrativa; y

La FIGURA 6 presenta una fotografía de una antena no metálica ilustrativa conectada a una radio.

Descripción detallada En la siguiente descripción, se exponen ciertos detalles tales como cantidades específicas, concentraciones, tamaños, etc., para proporcionar una comprensión profunda de las diversas realizaciones que se divulgan en el presente documento. Sin embargo, será evidente para los expertos habituales en la materia que la presente divulgación se puede llevar a la práctica sin tales detalles específicos. En numerosos casos, los detalles con respecto a tales consideraciones y similares se han omitido puesto que tales detalles no son necesarios para obtener una comprensión completa de la presente divulgación y se encuentran dentro de las habilidades de los expertos habituales en la materia de la técnica relevante.

Por referencia a las figuras en general, se entenderá que las ilustraciones tienen el fin de describir realizaciones particulares de la presente divulgación y no se pretende que sean limitantes de la misma. Además, las figuras no son 45 necesariamente a escala.

Mientras que los expertos habituales en la materia podrán reconocer la mayoría de los términos que se usan en el presente documento, se debería entender que, cuando no se definan de forma explícita, se debería interpretar que los términos adoptan el significado aceptado en la actualidad por los expertos habituales en la materia.

Se han propuesto diversas aplicaciones potenciales para los nanotubos de carbono basándose en sus propiedades mecánicas y eléctricas superiores. Muchas de estas aplicaciones potenciales prevén el uso de los nanotubos de carbono cuando se disponen como componente en un material compuesto de polímero. Dispositivos ilustrativos previstos que usan nanotubos de carbono incluyen, por ejemplo, emisores de campo, sensores y diversos 55 dispositivos optoelectrónicos. En particular, para las aplicaciones de material compuesto de polímero, se conoce que los materiales de relleno de nanotubo de carbono aumentan enormemente... [Seguir leyendo]

1. Antena que comprende:

una estructura de soporte no conductor; y una capa de material compuesto conductor depositada sobre la estructura de soporte no conductor; donde la capa de material compuesto conductor comprende una pluralidad de nanotubos de carbono y un polímero; donde cada uno de la pluralidad de nanotubos de carbono está en contacto con al menos otro de la pluralidad de nanotubos de carbono; y donde la capa de material compuesto conductor se puede operar para recibir al menos una señal electromagnética.

2. La antena de la reivindicación 1, donde la estructura de soporte no conductor comprende un cilindro; o un tubo 15 hueco.

3. Antena híbrida que comprende:

un cuerpo interno de antena metálica; y una capa de material compuesto conductor que reviste el cuerpo interno de antena metálica; donde la capa de material compuesto conductor comprende una pluralidad de nanotubos de carbono y un polímero; donde cada uno de la pluralidad de nanotubos de carbono está en contacto con al menos otro de la pluralidad de nanotubos de carbono; y

donde la capa de material compuesto conductor actúa como un amplificador para el cuerpo interno de antena metálica.

4. La antena o la antena híbrida de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, donde el polímero es un policarbonato.

5. La antena o la antena híbrida de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -4, donde los nanotubos de carbono son nanotubos de carbono de pared múltiple; o donde los nanotubos de carbono son nanotubos de carbono de pared sencilla.

6. La antena o la antena híbrida de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -5, donde la al menos una señal electromagnética es una señal de radio; y/o donde la conductividad de CA/CC de la capa de material compuesto conductor varía de aproximadamente 0, 1 a aproximadamente 10.000 S/cm.

7. La antena o la antena híbrida de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -6, donde la concentración de nanotubos de carbono de la capa de material compuesto conductor varía de aproximadamente un 0, 1 a aproximadamente un 20 por ciento en peso.

8. La antena o la antena híbrida de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -7, donde la capa de material

compuesto conductor se deposita mediante una técnica seleccionada entre el grupo que consiste en revestimiento 45 por inmersión, revestimiento por giro, impresión, deposición por pulverización, y las combinaciones de las mismas.

9. Método para la formación de una antena, comprendiendo dicho método:

proporcionar una estructura de soporte no conductor; y depositar una capa de material compuesto conductor sobre la estructura de soporte no conductor; donde la capa de material compuesto conductor comprende una pluralidad de nanotubos de carbono y un polímero; donde cada uno de la pluralidad de nanotubos de carbono está en contacto con al menos otro de la pluralidad de nanotubos de carbono; y

donde la capa de material compuesto conductor se puede operar para recibir al menos una señal electromagnética.

10. El método de la reivindicación 9, donde la estructura de soporte no conductor comprende un cilindro; o un tubo hueco.

11. Método para la formación de una antena híbrida, comprendiendo dicho método:

proporcionar un cuerpo interno de antena metálica; y depositar una capa de material compuesto conductor sobre el cuerpo interno de antena metálica; 65 donde la capa de material compuesto conductor comprende una pluralidad de nanotubos de carbono y un polímero;

donde cada uno de la pluralidad de nanotubos de carbono está en contacto con al menos otro de la pluralidad de nanotubos de carbono; y donde la capa de material compuesto conductor actúa como un amplificador para el cuerpo interno de antena metálica.

12. El método de una cualquiera de las reivindicacione.

9. 11, donde el polímero es un policarbonato.

13. El método de una cualquiera de las reivindicacione.

9. 12, donde los nanotubos de carbono son nanotubos de

carbono de pared múltiple; o donde los nanotubos de carbono son nanotubos de carbono de pared sencilla. 10

14. El método de una cualquiera de las reivindicacione.

9. 13, donde la etapa de deposición comprende una técnica seleccionada entre el grupo que consiste en revestimiento por inmersión, revestimiento por giro, impresión, deposición por pulverización, y las combinaciones de las mismas.

15. Radio que comprende la antena de la reivindicación 1.