Znanstvenici stvaraju super tanak 'list' koji bi mogao naplatiti naše telefone skupljajući Wifi iz zraka

Sve Vijesti
Naslovna Sve vijesti Znanstvenici stvaraju super tanak 'list' koji bi mogao naplatiti naše telefone berbom Wifi ...
  • Sve vijesti
  • Znanost

Znanstvenici stvaraju super tanak 'list' koji bi mogao naplatiti naše telefone skupljajući Wifi iz zraka

Dobra vijest mreža - 29. siječnja 2019. godine
Christine Daniloff / MIT News

Pretvaranje Wi-Fi signala u električnu energiju s novim 2-D materijalima
Uređaj izrađen od fleksibilnih, jeftinih materijala mogao bi napajati elektroniku velikog područja, nošenje, medicinske uređaje i još mnogo toga.
Napisao Rob Matheson
MIT vijesti

Zamislite svijet u kojem se pametni telefoni, prijenosna računala, nosive opreme i druga elektronika napajaju bez baterija. Istraživači s MIT-a i drugdje napravili su korak u tom smjeru, s prvim potpuno fleksibilnim uređajem koji može pretvoriti energiju iz WiFi signala u električnu energiju koja može napajati našu elektroniku.

Uređaji koji pretvaraju izmjenične struje u istosmjernu struju poznati su kao 'rectenne'. U novoobjavljenoj studiji koja se pojavljuje u Priroda,istraživači demonstriraju novu vrstu retencije koja koristi fleksibilnu radiofrekvencijsku antenu koja snima elektromagnetske valove - uključujući one koji nose WiFi - kao izmjenične oblike izmjeničnog vala.

Antena je tada spojena na novi uređaj izrađen iz dvodimenzionalnog poluvodiča debljine samo nekoliko atoma. AC signal prelazi u poluvodič, koji ga pretvara u istosmjerni napon koji bi se mogao koristiti za napajanje elektroničkih krugova ili punjenje baterija.

POVEZANE: Kirurzi uspješno implantiraju prvo rebro na svijetu s 3D otiskom - i planiraju raditi još više u budućnosti

Na taj način uređaj bez baterije pasivno snima i pretvara sveprisutne WiFi signale u korisne istosmjerne struje. Štoviše, uređaj je fleksibilan i može se izrađivati ​​u postupku prebacivanja u kolut kako bi se pokrila vrlo velika područja.

h&m haljine 2016

'Što ako bismo mogli razviti elektroničke sustave kojima se omotamo oko mosta ili prekrivamo čitavu autocestu ili zidove našeg ureda i dovodimo elektroničku inteligenciju u sve oko nas? Kako osiguravate energiju za tu elektroniku? ' kaže koautor papira Tomás Palacios, profesor na katedri za elektrotehniku ​​i računalne znanosti na MIT-u.

'Osmislili smo novi način napajanja budućnosti elektroničkim sustavima - prikupljanjem WiFi energije na način koji je lako integrirati u velikim područjima - kako bi uložili inteligenciju u svaki objekt oko nas.'

U eksperimentima, istraživački uređaj može proizvesti oko 40 mikrotala snage kada je izložen tipičnim razinama snage WiFi signala (oko 150 mikrota). To je više nego dovoljno snage za osvjetljavanje LED ili pogon silicijskih čipova.

IZGLED: Naočale pametnog opisa omogućuju članovima gluhe publike da izravno gledaju izvođače iz kazališta uživo

Obećavajuće rane primjene predložene rectenne uključuju napajanje fleksibilne i nosive elektronike, medicinskih uređaja i senzora za 'internet stvari'. Na primjer, fleksibilni pametni telefoni vruće su tržište za velike tehnološke tvrtke.

zatvorska aplikacija za fotografije

Druga moguća primjena je napajanje podatkovne komunikacije medicinskih uređaja za implantaciju, kaže koautor Jesús Grajal, istraživač s Tehničkog sveučilišta u Madridu. Na primjer, istraživači počinju razvijati pilule koje pacijenti mogu gutati i zdravstvene podatke vraćaju u računalo radi dijagnostike.

'U idealnom slučaju ne želite koristiti baterije za napajanje ovih sustava, jer ako isteknu litij, pacijent bi mogao umrijeti', kaže Grajal. 'Mnogo je bolje prikupiti energiju iz okoliša kako biste napajali te male laboratorije unutar tijela i prenijeli podatke vanjskim računalima.'

VIŠE: Podmorski robot upravo je na Veliki barijerski greben isporučio 100 000 toplinski otpornih dječjih korala

Sve se retencije oslanjaju na komponentu poznatu kao 'ispravljač', koja pretvara izmjenični ulazni signal u istosmjernu struju. Tradicionalne retencije koriste ispravljač silikona ili galija. Ovi materijali mogu pokriti WiFi pojas, ali su kruti. Iako je upotreba ovih materijala za izradu malih uređaja relativno jeftina, njihovo korištenje za pokrivanje ogromnih područja, poput površina zgrada i zidova, bilo bi neisplativo. Istraživači već duže vrijeme pokušavaju riješiti ove probleme. No, nekoliko dosad prijavljenih fleksibilnih retencija rade na niskim frekvencijama i ne mogu snimati i pretvarati signale u frekvencije gigaherca, gdje su većina relevantnih signala mobitela i WiFi.

Za izradu ispravljača, istraživači su upotrijebili novi dvodimenzionalni materijal nazvan molibden disulfid (MoS2), koji je u debljini od tri atoma jedan od najtanjih poluvodiča na svijetu. Pri tome je tim utjecao na jedinstveno ponašanje MoS2: Kada su izloženi određenim kemikalijama, atomi materijala se preuređuju na način koji djeluje poput prekidača, prisiljavajući fazni prijelaz iz poluvodiča na metalni materijal. Dobivena struktura poznata je kao Schottky-ova dioda, koja je spoj poluvodiča s metalom.

'Inženjeringom MoS2 u 2-D poluvodičko-metalni fazni spoj, izgradili smo atomsko tanku, ultra brzu Schottky diodu koja istovremeno minimizira serijski otpor i parazitski kapacitet', kaže prvi autor i EECS postdoc Xu Zhang.

IZGLED: 'Nije baš odijelo za mravinjake', ali istraživači otkrivaju kako smanjiti predmete na 1000. njihovu izvornu veličinu

divljina na kotačima

Parazitski kapacitivnost neizbježna je situacija u elektronici gdje određeni materijali pohranjuju malo električnog naboja, što usporava krug. Zbog toga, manja kapacitivnost znači povećane brzine ispravljača i veće radne frekvencije. Parazitski kapacitet Schottky-ove diode je reda veličine manji od današnjih najsavremenijih fleksibilnih ispravljača, pa je mnogo brži pri pretvorbi signala i omogućava mu snimanje i pretvaranje do 10 gigaherca bežičnih signala.

'Takav dizajn omogućio je potpuno fleksibilan uređaj koji je dovoljno brz da pokrije većinu radiofrekvencijskih opsega koje koristi naša svakodnevna elektronika, uključujući WiFi, Bluetooth, mobilni LTE i mnoge druge', kaže Zhang.

Izvješteni rad pruža nacrte za druge fleksibilne uređaje s WiFi na električnu energiju uz znatan izlaz i učinkovitost. Najveća izlazna učinkovitost trenutnog uređaja iznosi 40%, ovisno o ulaznoj snazi ​​WiFi. Na tipičnoj razini snage WiFi, energetska učinkovitost MoS2 ispravljača je oko 30%. Za referencu, današnje retencije izrađene od krutog, skupljeg arsenida silicija ili galija dostižu oko 50 do 60%.

Tim sada planira izgraditi složenije sustave i poboljšati učinkovitost.

dobri filmovi za rođendan

Ponovno tiskano uz dozvolu MIT News

Snaga s pozitivnošću dijeleći dobre vijesti društvenim medijima

Coffee Cup

Želite li jutarnju žurku dobrih vijesti?


  • OZNAKE
  • Internet
  • energija
  • Tehnologija
  • elektricitet
  • Mobiteli
Mreža dobrih vijesti

Opremljenog proizvoda

16. prosinca 2018. Blog osnivača

Odaberite vijesti

Odaberite svoje vijesti Odaberite kategoriju Dobri razgovori Dobar život dobro poslovanje Dobro zdravlje GNN Podcast Sve vijesti Životinje u svijetu koje nadahnjuju svijet Nasmijane dobre zemaljske heroje Djeca Osnivači samopomoći Blog Znanost Zdravlje Umjetnost i slobodno vrijeme Poznate ličnosti Sportska religija Recenzije kod kuće Najbolji videozapisi Español dobri zalogaji ovaj dan U Povijesnom citatu dana 13. ožujka 2018. Blog osnivača