Cost‐Effective Conductive Paste for Radiofrequency Devices Using Carbon‐Based Materials
Nicola Curreli,
Claudia Dessì,
Matteo B. Lodi,
Andrea Melis,
Marco Simone,
Nicola Melis,
Luca Pilia,
Davide Guarnera,
Loreto Di Donato,
Alessandro Fanti,
Massimiliano Grosso,
Francesco Desogus
Affiliations
Nicola Curreli
Functional Nanosystems Italian Institute of Technology via Morego 30 16163 Genova Italy
Claudia Dessì
Clermont Auvergne INP ICCF Université Clermont Auvergne F‐63000 Clermont‐Ferrand France
Matteo B. Lodi
Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica Università degli Studi di Cagliari Via Marengo 3 09123 Cagliari Italy
Andrea Melis
Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica Università degli Studi di Cagliari Via Marengo 3 09123 Cagliari Italy
Marco Simone
Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Elettronica e Informatica Università di Catania Via Santa Sofia 64 95123 Catania Italy
Nicola Melis
Dipartimento di Ingegneria Meccanica Chimica e dei Materiali Università degli Studi di Cagliari Via Marengo 2 09123 Cagliari Italy
Luca Pilia
Dipartimento di Ingegneria Meccanica Chimica e dei Materiali Università degli Studi di Cagliari Via Marengo 2 09123 Cagliari Italy
Davide Guarnera
Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, dell’Infrastruttura e dell’Energia Sostenibile Università Mediterranea di Reggio Calabria Via Graziella ‐ Feo di Vito 15 89124 Reggio Calabria Italy
Loreto Di Donato
Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Elettronica e Informatica Università di Catania Via Santa Sofia 64 95123 Catania Italy
Alessandro Fanti
Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica Università degli Studi di Cagliari Via Marengo 3 09123 Cagliari Italy
Massimiliano Grosso
Dipartimento di Ingegneria Meccanica Chimica e dei Materiali Università degli Studi di Cagliari Via Marengo 2 09123 Cagliari Italy
Francesco Desogus
Dipartimento di Ingegneria Meccanica Chimica e dei Materiali Università degli Studi di Cagliari Via Marengo 2 09123 Cagliari Italy
With the increasing demand for compact, lightweight, cost‐effective, and high‐performance radiofrequency (RF) devices, the development of low‐profile antennas becomes crucial. This article presents a study of a novel carbon–cellulose‐based paste intended for screen printing RF devices. The investigation specifically explores the application of high‐reactivity carbon mixture (HRCM) particles as conductive fillers. The results demonstrate that optimal electrical conductivity values and discrete electromagnetic dipole performances can be achieved at lower concentrations of solid conductive material compared to conventional pastes, for similar applications. This offers benefits in terms of total cost, material consumption, and environmental impact. The paste formulation showcases a complex non‐Newtonian behavior, where yielding flow and thixotropicity are found to be independent and dependent on preshear conditions, respectively. This behavior can be attributed to the network orientation and rearrangement of filler structures within the paste system, which in turn are responsible for filler pattern uniformity and overall printing quality. Compared to traditional conductive materials, HRCM pastes are proven to be a viable alternative for RF devices fabrication, including printed Wi‐Fi antennas.