世界上电子产品的数量正在增长。与当前的生产方法相比，研究如何更明智，更可持续地制造电子产品非常重要。新技术将做什么以及将被用于什么？这些方面决定了应该如何制造设备以及可以制造什么。

通信技术和材料技术之间的接口很有趣，木质电子产品是重要的研究领域，尤其是在芬兰这样的国家，其中森林工业占商品出口的五分之一。预测木质电子产品可用于哪种应用还为时过早，但是指导无线电发射器信号的无线电透镜已经由纳米纤维素制成。

电子制造中的关键指导因素是制造温度和能源使用。温度正在降低，并且在许多情况下已经可以在室温下生产。针对特定电子产品的预期用途优化了不同的材料：可持续性，可回收性，可用性，环境友好性以及自然而然的价格，这受采购，运输和加工的影响。新的制造方法与可印刷电子技术有着密切的联系，在奥卢地区，可印刷电子技术正变得越来越强大。木制电子产品的生产是印刷电子产品发展的一部分。无线电镜头是无线电技术和印刷电子产品交汇处新技术生产的核心部分。

“我们现在正在制造一种6G无线电设备，用于尽可能快地演示数据通信。在6G中，信号的频率为300吉赫兹，并且波长使得天线的尺寸不必超过一毫米。”芬兰奥卢大学微电子学研究室的博士后研究员SamiMyllymäki。

将信号对准接收器的天线是需要无线电透镜的关键点。透镜聚焦辐射并增加发射器和接收器之间的距离，从而扩大了射程。

“例如，照相机还具有镜头，因为它们可以提供清晰的图像。类似地，在收音机中，目标是高质量的信号传输，这需要准确的无线电环境图像。无线电镜头是产生新技术的核心部分。” Myllymäki，专门研究无线电技术和新材料。

6G的目标之一是为无线电设备带来更高的速度。未来的希望是，传输的数据量将大大超过以前几乎没有延迟的范围，当然，而且非常可靠。可以通过提高频率来实现这一点。因此，对要传输的数据的计算能力的要求也将大大增加。

“计算能力和高频转向设备解决方案的方向对硅基微处理器有很高的要求，并且放大器中晶体管的速度被推到了极致。另一方面，更换它是不可行的用更昂贵的材料制成的硅，在创新时应考虑到这一点，”Myllymäki说道。

半导体行业使用塑料，陶瓷和金属。关于材料，要考虑现在使用的材料以及可以替代它们的新材料。硅是关键材料，任何新材料都将与之进行比较。当然，新材料的性能必须在性能上优于当前材料，但在其他方面也要好。

“传统上，在电子产品中，目标是将物体安装在一个很小的空间中，这意味着它们紧密集成。这是通过使用具有高介电常数的材料来完成的。在6G中，将物体压入一个较小的空间并不是必需的。出于集成目的，新材料的小尺寸已基本达到了合理的极限。”Myllymäki指出。

纳米纤维素之外的射电透镜

如果我们计算电子产品在世界塑料总消费量中所占的份额，那就太小了。因此，仅凭木质电子产品不会给我们带来利用林业的新方法，但这绝对是未来的可能性之一。

“正在寻找替代塑料的原材料。对环境友好是一个重要的，甚至可能是最重要的原因。纳米纤维素是一种有趣的天然替代材料。此外，当该材料为水溶性时，回收更加容易。” Myllymäki说，并补充说这种材料也很脆，但是仍然是一种潜在的选择。

“纳米纤维素具有许多优点：它是一种轻巧，机械强度高的材料，具有低电损耗的结构，并且该材料易于获得。轻巧和低损耗很重要。材料中的信号损耗必须降低。最好的材料是99％的空气，然后损失的比例是极小的。出于研究目的，我们已经可以打印出一种类似于空气的材料，这意味着它非常轻。但是它也很脆。 。

纳米纤维素在组件生产中的使用方式有所不同：模铸技术，印刷技术和3D打印。它是材料中的绝佳粘合剂，可形成可印刷的表面。当我们使用低介电常数的材料时，它们开始变得多孔，以至于它们没有用于导电体的连续表面。纤维素使它们适合印刷，并提供了必要的支撑结构。它们由纳米管结构形成，这意味着要混入大量的空气。SamiMyllymäki热情地解释了这件事，尽管至少可以说水溶性和易碎的电子元件听起来像是一个奇怪的起点。

“作为研究人员，我们正在寻找积极的可能性。我们决不能陷于有问题的问题。我还相信，市场将决定一切，这意味着可以为镜片开发保护性表面材料，这意味着它们足够耐用，水溶性不是使用的障碍，但在回收阶段是一个显着的优势。

当来自同一地区的新电子产品开发人员从芬兰北部购买量身定制的纳米纤维素作为手工艺品时，奥卢大学的多学科特征再次显示出其实力。质量来自纤维与颗粒工程研究部门，其目标是借助材料研究促进圆度和生物经济的实施。

反射面和智能灰尘

SamiMyllymäki专注于无线电技术和微电子学，是6G研究的绝佳组合。

“我具有工程师的身份，而且我是不同主题领域与其研究人员之间的联系者。”

5G和6G都将我们带入了繁重的无线电基础架构和强大的计算需求。

“然后有可以连接到Internet的IoT设备。单个非常小的设备就足以产生某些信息，例如测量温度。结构电子在同时开发；设备和材料可以独立发挥功能，已经在制造阶段将电子设备集成到其中。”Myllymäki说。

一个有趣的示例是反射表面，当无线数据通信在已建立的环境中扩展时，需要使用反射表面来帮助信号传播。他们会是什么样子？由此，我们可以转向可打印电子产品的大尺寸材料。该材料需要是电子可调的或可控制的。当使用无线电设备将信号指向表面时，它需要能够将其定向到所需目标。因此，研究新材料和开发定向透镜也与建筑环境的大面积表面和智能反射面极有前景的领域紧密联系在一起。

除反射面外，Myllymäki的下一个兴趣是考虑使用极细的智能粉尘，或将来可能制成的，很小甚至像微小颗粒的设备。

Myllymäki说：“我们的研究人员提供了替代方案。如果没有首先开发，就不可能转移到任何新事物上。必须保持实验文化。当我们考虑6G的工作原理时，我们可以做到这一点。研究知识每次都胜过猜测。”总结。