东京大学

图片来源：ACS Applied Materials & Interfaces (2025)。DOI：10.1021/acsami.4c17606

第六代（6G）蜂窝网络是无线通信的下一步，而电磁太赫兹波被视为其发展的关键。然而，太赫兹波的频率较高、波长较短，因此更容易受到电磁噪声的干扰，因此清晰、安全的传输面临挑战。

东京大学的研究人员作为多机构团队的一员，现已发明了一种电磁波吸收器，可吸收 0.1 至 1 太赫兹 (THz) 之间的波。这大大扩展了太赫兹频率的范围，未来可用于商业用途。这种超薄薄膜价格低廉、环保，可用于户外，因为它耐热、防水、耐光、耐有机溶剂。

该研究结果发表在《ACS应用材料与界面》杂志上。

如果您可以访问 5G 网络，您可能会注意到与更广泛使用的 4G 相比存在巨大差异。它的低延迟（信号从源到接收器再返回所需的时间）意味着更低的延迟时间，这对游戏玩家来说非常好，而下载速度高达每秒 20 千兆位（而 4G 仅为每秒 0.1 千兆位）并且数据容量可能增加 1,000 倍，为智能家居和智能城市带来了机遇。

但这并不是无线蜂窝技术的终点，开发人员已经开始展望下一步——6G。

太赫兹波预计将成为即将到来的第六代网络的载体。最近的太赫兹波测试报告显示，数据传输速度高达每秒 240 千兆位。然而，挑战不仅在于进一步提高速度、延迟和数据容量，还在于防止干扰和降低噪音，以确保信号安全清晰。

这就是电磁波吸收器的作用所在。它们可以抑制电磁波的传输或反射，当放置在发射器和天线的盖子上时，有助于提高通信精度。

五氧化二钛 (λ-Ti 3 O 5 ) 的大规模生产。λ-Ti 3 O 5的大规模合成相对容易且经济高效，而且只需将其与二氧化钛纳米颗粒混合即可获得其表面涂层，因此可以实现大规模生产。图片来源：S. Ohkoshi、Y. Tsuzuo、M. Yoshikiyo 等人，CC-BY-ND

东京大学和日本化学及铁基合金制造商日本电工株式会社的研究人员组成的团队开发出了世界上最薄的电磁波吸收器，能够吸收 0.1-1 THz 范围内的波。迄今为止，只有 0.3 THz 以下波的吸收器已投入商业化，但预计超过此频率范围的吸收器将用于大容量 5G 和 6G。

理学研究生院的 Shin-ichi Ohkoshi 教授表示：“该频率范围有望用于各种应用，包括无线通信、非接触式生命监测系统、通过断层成像进行的质量检查扫描系统以及用于检测危险材料的安全传感。”

该吸收器由一种导电金属氧化物（λ-Ti 3 O 5）组成，绝缘于二氧化钛（TiO 2）涂层内，完全由钛和氧制成。该吸收器以粉末形式制成，可通过压缩成型制成超薄薄膜，然后根据需要应用于表面。

Ohkoshi 解释道：“我们的策略是将导电材料与绝缘材料结合起来。当太赫兹波通过时，其交变电场会引起导电材料内部产生的电流散射，从而造成能量损失并导致电磁能量耗散。干扰波的消散可以抑制噪声，即不需要的波，从而产生清晰的信号。”

由于薄膜厚度仅为 48 微米（人类头发的平均厚度约为 100 微米），而且钛是一种储量极为丰富的元素，因此这种吸收器在大规模生产中成本低廉，甚至可以在紧凑型设备中使用。它还具有耐热、防水、耐光和耐有机溶剂等特性，因此可以在户外环境中使用，甚至可以承受恶劣条件。

Ohkoshi 表示： “ 0.3 THz 以上的高频范围在材料科学中仍是一个未开发的领域，我一直渴望为其发展做出贡献。我们的下一步是进一步开发太赫兹吸收器并努力将其投入实际应用，以便我们能够为更加可持续、环保、超高速的无线未来做出贡献。”

更多信息： Shin-ichi Ohkoshi 等人，基于无机材料的超薄太赫兹波吸收器，用于 6G 无线通信，ACS Applied Materials & Interfaces（2025 年）。DOI ：10.1021/acsami.4c17606

期刊信息： ACS 应用材料与界面

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