اگر از انرژی موجود در محیط استفاده نکنیم، به سادگی هدر می‌رود

دانشمندان با استفاده از امواج رادیویی مایکروویو‌ها، اتصالات وای‌فای و دیگر دستگاه‌ها، برای تامین انرژی دستگاه‌های پوشیدنی (قابل بسته شدن روی بدن)، راهی کشف کرده‌اند.

محققان، به رهبری هوانیو «لری» چنگ، استاد علوم مهندسی و مکانیک در وزارت امور خارجه پنسیلوانیا، با دو آنتن فلزی ادغام شده روی گرافین (graphene) رسانا با کمک پوشش فلزی، یک سیستم آنتن پهن‌باند قابل کشش ساخته‌اند.

این طراحی پهن‌باند، که به سیگنال‌هایی اشاره دارد که از طیف گسترده‌ای از فرکانس‌ها استفاده می‌کنند، به این معنی است که سیستم حتی در موارد دستکاری مواد مثل کشیدن یا پیچ دادن آن‌ها، همچنان کار می‌کند.

سیستم مزبور می‌تواند به یک مدار یکسو‌کننده قابل کشش متصل شود و یک آنتن یکسو‌ کننده یا «رکتنا» (rectenna) به وجود آورد که می‌تواند امواج الکترومغناطیسی را به برق تبدیل کند و برای شارژ کردن باتری‌ها و ابر‌خازن‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

این اولین بار نیست که چنین فناوری پیشنهاد می‌شود؛ این ایده را بار اول نیکولا تسلا در دهه ۱۹۶۰ پیش‌بینی کرد و در حال حاضر برای تامین انرژی تکنولوژی شناسایی فرکانس رادیویی مانند پرداخت بدون تماس یا ردیابی لجستیک، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اما نقطه مشترک این فناوری‌ها این است که نه خم می‌شوند و نه حرکت می‌کنند؛ امری که می‌تواند باعث پایین آمدن کیفیت عملکرد دستگاه شود. با انعطاف‌پذیرتر کردن آن، می‌توان از این دستگاه‌ها در سیستم‌های خودکار استفاده بهینه کرد و تحقیقات موجود را برای ساخت دستگاه‌های پوششی-هوشمندی که می‌توانند در محیط‌های پزشکی یا ساختمان‌ها استفاده شوند، گسترش داد.

محققان دریافتند که آنتن یکسو‌کننده می‌تواند امواج رادیویی که در اطراف همه ما وجود دارد را به نیرویی قابل استفاده برای حرارت، هیدراتاسیون و ارتعاش دادن به سطح اکسیژن تبدیل کند.

به گفته محققان، یک نکته مهم وجود دارد – و آن این‌ که انرژی تولید شده کمتر از انرژی حاصل از شارژ به روش سنتی است – اما این واقعیت که می‌تواند به طور مداوم به دستگاه‌های اندازه‌گیری نیرو برساند، مزیتی قابل توجه است.

پروفسور چنگ گفت: «ما از انرژی موجود در اطرافمان، امواج رادیویی که در همه جا وجود دارند، استفاده می‌کنیم. اگر از این انرژی موجود در محیط استفاده نکنیم، به سادگی هدر می‌رود. ما می‌توانیم این انرژی را بگیریم و آن را به نیرو تبدیل کنیم. گام‌های بعدی ما شامل بررسی نسخه‌های کوچک شده‌ این مدارها و کار روی توسعه‌ قابلیت کشش یکسوکننده خواهد بود. ما روی این بستر به راحتی می‌توانیم فناوری مزبور را با دیگر اجزایی که در گذشته ساخته‌ایم ترکیب کنیم و به کار بریم. در ضمن به راحتی قابل بسط و انطباق با برنامه‌های دیگر است و ما قصد داریم این فرصت‌ها را بررسی کنیم.»

محققان اخیرا روش خود را در نشریه «متریالز تودی فیزیکس» منتشر کردند.

مطالب مرتبط