新型石墨烯NFC天線：柔性、輕便、低成本、耐用
圖片來源於: Graphene Flagship
引言
石墨烯，作為一種結合多種優良特性的材料，市場前景良好，成為世界各國創新發展戰略的重點。然而，在柔性NFC天線製造方面，其應用價值也不可小覷。最近，研究人員們設計製造了一款由石墨烯材料製成的柔性NFC天線。
什麼是石墨烯材料？
目前為止，石墨烯是世界上最為廣泛研究的一種材料。這種研究不僅在科學研究發麵，也發展到產業級別。作為世界上首個二維材料，由一層六角形蜂巢結構組成的碳原子組成，從而具有獨特而優異的特性。作為目前發現的「最輕薄」、「強度最大」、「不透水」、「導電導熱性能最強」的一種新型材料，石墨烯享有「新材料之王」的美譽。然而，所有這些屬性都非常適合下一代近場通信（NFC）天線的製造。
對於石墨烯材料的相關應用和研究成果，我們之前也多次提及例如「雙層石墨烯設備控制電子運動」，「石墨烯籠將硅粒子"關住"以提升鋰電池性能」，「低成本的石墨烯生物感測器晶元：實時檢測DNA突變」，「石墨烯腕帶，可以監測血糖並治療糖尿病」。
圖片來源於：維基百科
什麼是NFC技術？
近場通信（NFC）技術，是保證兩個設備之間相互傳輸數據的一組通信協議。NFC 最大的特點就是：它可以在近距離內（一般5厘米內）無線地傳輸少量數據。然而，其他通信協議例如藍牙和Wi-Fi，它們的傳輸距離達到10米到100米。為什麼NFC 技術一般用於識別物體？原因就是「在這樣近的傳輸距離內，數據會更加安全，不容易遭受竊取」。目前，這項技術的應用領域包括「庫存、資產、人員、動物的跟蹤和管理、非接觸式支付系統，安全卡和社交網路」。
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新型柔性NFC天線的設計情況簡介
石墨烯旗艦項目（Graphene Flagship）的義大利合作夥伴 CNR-ISOF 的研究顯示，石墨烯可用於製造完全柔性的天線。Graphene Flagship 將材料特性、計算機建模和器件工藝相結合，設計了這種天線。它可以利用例如手機之類的近場通信設備交換信息，並且匹配傳統金屬天線的功能。基於石墨烯的NFC天線是「化學惰性的、抗幾千次彎曲、並且可以放置在不同標準的柔性基底和絲線上」。
石墨烯為什麼適用於柔性NFC天線製造？
Graphene Flagship 聚合物複合材料研究領域領頭人、國家研究委員會(CNR)有機合成和光反應性研究所納米化學實驗室組長 Vincenzo Palermo 是這麼說的：
「現代技術的關鍵目標就是「使用更輕、更廉價、更低能耗和更好循環使用的材料」取代傳統的金屬材料。因為結合了這些優異的性能，所以石墨烯適用於製造完全柔性的NFC天線。」
測試情況如何？
Vincenzo Palermo 介紹說：
製造基於完全柔性石墨烯材料的NFC天線，預示著「未來在可穿戴NFC標籤方面的應用」。這些標籤可以和智能手機以及其他電子設備交互。「科學家對於幾種設計、材料和配置進行了測試。石墨烯天線以薄片的形式覆蓋不同的基底例如PET、PVC、聚醯亞胺薄膜，除此之外還有一種（絲/石墨烯）紙張製成的可穿戴天線。」這項技術將在柔性電子和通信領域取得長足發展。
研究人員通過智手機上的NFC閱讀器程序，對於完全柔性的石墨烯NFC天線進行了測試。測試由Graphene Flagship 的合作夥伴意法半導體公司開展，無論是平面的或者是固定在彎曲的物體上，都顯示了良好的特性。
前景如何？
Vincenzo Palermo 進一步指出：
「我們進行了論證，如果這個方案進展良好，「石墨烯天線可以直接用於工作設備上，無需更多的調諧，例如交互設備的軟體或者硬體方面」。最後，一些完全可工作的石墨烯智能卡已經準備就緒，「用於智能鑰匙、名片和其他相關的NFC應用」。我們將在2016歐洲複合材料展上展示，尋找新的行業合作夥伴，將基於石墨烯的NFC的天線推進到大規模量產。」
參考資料
【1】http://graphene-flagship.eu/graphene-enables-fully-flexible-nfc-antennas
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