Mezinárodní výzkumný tým vytvořil důležitý stavební prvek budoucích komunikačních technologií 6G, které umožní bezdrátový přenos dat dosud nedosažitelnými rychlostmi. Není to přitom elektronická součástka, ale černá barva na bázi uhlíkových nanotrubiček. Dokáže důkladně pohlcovat elektromagnetické záření všude tam, kde není vítané.
Terahertzové záření se nachází na pomezí infračerveného záření využívaného například v přístrojích pro noční vidění a mikrovln používaných k ohřevu jídla. Právě tato oblast elektromagnetického spektra je slibná pro komunikaci 6G, pokročilé biomedicínské zobrazování i nejrůznější snímací a detekční technologie. Problematické je však elektromagnetické záření účinně směrovat jen požadovanými směry. Pomoci by měl povlak vyvinutý výzkumníky ze Skoltechu a jejich kolegy z Královského technologického institutu KTH ve Švédsku. Povlak uhlíkových nanotrubiček se nanáší pomocí aerosolové chemické depozice z plynné fáze a funguje jako černá barva. Pohlcuje terahertzové záření a brání jeho šíření nežádoucími směry. To se hodí například při izolaci křemíkových vlnovodů, tedy struktur určených k účinnému přenosu elektromagnetických signálů mezi jednotlivými součástmi zařízení.
Povlak představuje účinnou metodu, jak udržet signál uvnitř vlnovodu, a zároveň funguje jako ochranný štít proti vnějšímu elektromagnetickému rušení. Tým zkoumal, jak účinně filmy potlačují nežádoucí signály, přičemž se tloušťka filmů pohybovala od 2 do 53 nm. Vrstvy blížící se horní hranici tohoto rozsahu dokázaly vlnovody izolovat natolik účinně, že jejich signál jen stěží zachytily i pokročilé přístroje. Elektromagnetické stínění lze rovněž využít k izolaci místností nebo budovy od telekomunikačních signálů.
„Ultratenké jednostěnné filmy z uhlíkových nanotrubic, které jsme pro tuto studii syntetizovali, jsou podobné těm, které jsme dříve používali k výrobě malých součástek, jako jsou čočky a antény. Tentokrát se nejedná o samostatné součástky. Místo toho ukazujeme, jak lze stejný materiál na bázi uhlíku využít k řízení elektromagnetického záření v 2D integrovaných optických obvodech, eliminaci rušení a umožnění dalších funkcí,“ uvedl spoluautor studie docent Dmitrij Krasnikov ze Skoltech Photonics.
Profesor Dmitrij Ljubčenko z Královského technologického institutu KTH, který je spoluautorem studie, zdůraznil i další využití zakončovacího nátěru nad rámec sítě 6G: „Elektromagnetické stínění lze použít k izolaci místnosti nebo budovy od telekomunikačních signálů s tím, že lze propustit pouze elektromagnetické záření specifických vlnových délek. To je relevantní mimo jiné pro navrhování věznic.“
„Vzhledem k vyhlídkám využití terahertzového záření v medicíně jako bezpečnější, ale pravděpodobně ne zcela neškodné alternativy k rentgenovému záření budeme čím dál více potřebovat způsoby, jak manipulovat s terahertzovými vlnami tak, abychom omezili vystavení těla úzké vyšetřované oblasti a ochránili zdravotnický personál,“ doplnil na závěr profesor Ljubčenko.