Grafen är för närvarande ett av de mest studerade materialen i världen, både på vetenskaplig och industriell nivå. Världens första tvådimensionella material, detta enda lager av kolatomer arrangerade i ett hexagonalt gitter har en rad unika och enastående egenskaper. Förutom att vara den tunnaste, starkaste och lättaste kända materialet, grafen är flexibel, ogenomtränglig och extremt elektriskt och termiskt ledande. Alla egenskaper väl lämpade för nästa generations NFC-antenner.

Närfältskommunikation (NFC) är en uppsättning kommunikationsprotokoll som gör det möjligt för två elektroniska enheter att överföra data. Det mest utmärkande kännetecknet för NFC är det faktum att det bara kan överföra små mängder data trådlöst inom ett nära avstånd medan andra metoder, som Bluetooth och Wi-Fi, har ett brett sändningsräckvidd på upp till 10 eller till och med 100m. Anledningen till att NFC-teknik används för att identifiera objekt är att, med så nära sändningsområde, det är säkrare och mindre sårbart för datakapning. Applikationsområden är spårning och hantering av lager, tillgångar, människor, djur, kontaktlösa betalningssystem, säkerhetskort och sociala nätverk.

The Graphene Flagship Italian partner CNR-ISOF:s forskning visar att det är möjligt att använda grafen för att producera helt flexibla NFC-antenner. Genom att kombinera materialkarakterisering, datormodellering och konstruktion av enheten, forskarna från Graphene Flagship designade en antenn som kunde utbyta information med närfältskommunikationsenheter som en mobiltelefon, matchar prestandan hos konventionella metallantenner. De grafenbaserade NFC-antennerna är kemiskt inerta, mycket motståndskraftig mot tusentals böjningscykler och kan avsättas på olika standardpolymersubstrat eller silkesvävnader.

Vincenzo Palermo, Graphene Flagship-ledare för forskningsområdet Polymer Composites och gruppledare för Nano-Chemistry-laboratoriet vid Institute for Organic Synthesis and Photoreactivity of National Research Council (CNR) säger:"Ett nyckelmål för modern teknik är att ersätta metaller
med tändare, billigare, mindre energikrävande och bättre återvinningsbara material. På grund av sin unika kombination av överlägsna egenskaper, grafen kan användas för att producera helt flexibla NFC-antenner."

"Möjligheten att producera helt flexibla grafenbaserade NFC-antenner visar upp framtida applikationer som bärbara NFC-taggar som interagerar med smartphones och andra enheter. Vi har utvecklat en NFC-antenn med olika grafenderivat. Flera konstruktioner, material och konfigurationer studerades och testades. Grafenantennerna laminerades på olika substrat som PET, PVC, Kapton, dessutom förbereddes en bärbar antenn av silke/grafenpapper. Denna teknik skulle kunna utvecklas vidare inom området flexibel elektronik och kommunikationsteknik."

De helt flexibla grafen-NFC-enhetsdemonstratorerna testades med en smartphone via NFC-läsarappen av Graphene Flagship-partnern STMicroelectronics, uppvisar god funktionalitet oavsett om den är platt eller fixerad på böjda föremål.

"Vi visar att om detta tillvägagångssätt utförs på rätt sätt, grafenantennerna kan användas direkt i fungerande enheter, utan ytterligare justering av, till exempel, programvara eller hårdvara för de interagerande enheterna. Till sist, några fullt fungerande grafen-smartkort förbereddes för att användas som elektroniska nycklar, visitkort och andra typiska NFC-applikationer. Vi ställer ut på Composite Europe 2016 för att hitta nya industriella samarbetspartners för att utveckla de grafenbaserade NFC-antennerna till storskalig produktion, säger Vincenzo Palermo.