Mitmesugust

Üliõhuke seade muudab WiFi elektrienergiaks

Üliõhuke seade muudab WiFi elektrienergiaks

Sel nädalal avaldas MITi teadlaste juhitud rahvusvahelise meeskonna ajakirjas Nature avaldatud uus paber uue seadme, mis võib wifi-signaale muundada elektriks, avades ukse elektroonika traadita toiteks ja õhus akude laadimine.

Uus seade on uskumatult õhuke ja paindlik

Seade, mida ametlikult nimetatakse sirgeks - seade, mis suudab muuta vahelduvvoolu elektromagnetlaineid alalisvoolu elektriks, loeb sellist tüüpi elektromagnetlainet, mis kannab vahelduvvoolu lainekujuna WiFi signaale.

Seda tehakse paindliku raadiosagedusliku (RF) antenni abil, mis on kinnitatud uut tüüpi, mõne aatomi paksuse pooljuhi külge. Pooljuht saab vahelduvvoolu sisend- ja väljundpinget alalisvoolus, mis on võimeline toide elektroonikale või akude laadimisele.

Juhtmevaba ülekande kasutamine seadmetele on vana idee, mis ulatub tagasi Nikola Teslasse, kuid tänapäevased katsed ehitada tõhusaid ristkülikuid on raskustes. Rectenna kriitiline komponent, mida nimetatakse alalditeks, on varem tuginenud materjalidele, mis olid väga jäigad, nagu räni, ja ei mõõtkavas tegelikult. Paindlikumatel valikutel olid alaldid, mis olid liiga nõrgad, et võtta vastu kõrgema sagedusega elektromagnetilisi ülekandeid, mis muudaksid need funktsionaalseks.

Uuringu taga olnud teadlased tunnevad, et on leidnud mõlemale probleemile õige lahenduse.

Uue alaldi kujundamine

Nende väljakutsete ületamiseks kasutasid teadlased materjali nimega molübdeendisulfiid (MoS2). Teatud keemiliste mõjuritega kokkupuutes konfigureeris MoS2 oma aatomid ümber viisil, mis toimib lülitina, sundides faasisiiret pooljuhi ja metalli vahel. See loob nn Schottky dioodi, ristmiku pooljuhi ja metallilise aine vahel.

“MoS-i inseneritööga2 2-D pooljuht-metallilise faasi ristmikuks, "ütles juhtiv autor ja MIT Electrical Engineering and Computer Science postdoc Xu Zhang," ehitasime aatomiõhukese ülikiire Schottky dioodi, mis minimeerib samaaegselt seeria vastupanu ja parasiitide mahtuvust. "

Parasiitmahtuvus on mööduva elektrilaengu osade loomulik salvestamine teatavates alaldi moodustavates materjalides. Selle tagajärjel aeglustub vooluring ja väheneb selle efektiivsus.

Just see teadlase Schottky dioodi suurem efektiivsus - suurusjärkude järgi - muudab nende seadme nii võimsaks, kuna praeguse tipptasemel paindlike alaldite suhtes palju madalam parasiitide mahtuvus võimaldab tal hõivata palju kõrgema sagedusega signaale kuni 10 GHz traadita signaale elektriks.

„Selline disain on Zhangi sõnul võimaldanud täiesti paindlikku seadet, mis on piisavalt kiire, et katta suurema osa meie igapäevases elektroonikas kasutatavatest raadiosagedusribadest, sealhulgas WiFi, Bluetooth, kärg-LTE ja paljud teised. ”

Wi-Fi muutmine elektriks reaalses maailmas

Sellise paindliku seadme tegelikud rakendused on hämmastavad. Lisaks paindlikule, kantavale elektroonikale, mis ei vaja iseseisvaid toiteallikaid, nagu patareid, võivad sissetungitavad meditsiinilised andurid sellest tehnoloogiast patsiendi süsteemi läbides palju kasu saada, edastades andmeid käigu pealt.

"Ideaalis ei soovi te nende süsteemide toitmiseks patareisid, sest liitiumist lekkimise korral võib patsient surra," ütles uuringu kaasautor ja Madridi tehnikaülikooli teadur Jesús Grajal. "Palju parem on koguda keskkonnast energiat, et need väikesed laborid kehas sisse lülitada ja andmed väliste arvutitega edastada."

Uuringu kaasautoril, elektrotehnika ja arvutiteaduse kateedri professoril, kooli mikrosüsteemide tehnoloogialaborite MIT / MTL grafeeniseadmete ja 2D süsteemide keskuse direktoril Tomás Palaciosel on selle tehnoloogia jaoks veelgi suurem plaan. .

"Mis oleks, kui suudaksime välja töötada elektroonilised süsteemid, mis keeraksime ümber silla või kataksime terve maantee või oma kontori seinad ja tooksime elektroonilise luure kõigesse ümbritsevasse? Kuidas saate selle elektroonika jaoks energiat?

"Oleme välja mõelnud uue viisi tuleviku elektroonikasüsteemide toiteks - kogudes WiFi-energiat viisil, mis on hõlpsasti integreeritav suurtesse piirkondadesse, et tuua intelligentsust igasse ümbritsevasse objekti."


Vaata videot: Peeing Off a Boat.. How to Use a Sailboat Toilet Head Pro Tips #2Patrick Childress Sailing 51 (Jaanuar 2022).