В последнее время ведутся активные исследования в направлении носимой электроники. Использование трафаретной печати и тонкоплёночной электронной техники в совокупности с материалами на углеродных рубках позволило создавать крайне полезные миниатюрные устройства. К примеру, медицинские датчики. Но все они нуждаются в небольшом, постоянном и стабильном источнике энергии. Его смогла создать группа учёных, занимающихся решением этого вопроса.

Питание носимых устройств

Благодаря последним достижениям науки и техники, сегодня носимые устройства сильно уменьшились в размерах. Они стали гораздо меньше часов или даже фитнес-трекера, речь идёт о тончайших плёнках, которые даже не ощущаются во время носки. Они изготавливаются методом трафаретной печати, когда слой за слоем наносятся нанометровые слои на тончайшую гибкую подложку, состоящую из материала на основе графена. Смысл существования такого устройства сводится к практически не заметному ношению на руке или другой части тела. Именно по этой причине крайне затруднительно использовать классические источники энергии – они слишком массивные и фактически аннулируют все преимущества использования миниатюрной техники. Это и стало темой работы международной исследовательской группы.

Они выдвинули весьма интересную идею об использовании огромного количества энергии, которая находится в окружающем человека пространстве. Речь идёт об электромагнитных волнах, используемых для радиовещания, коммуникации и в других целях. Человечество живёт в постоянном окружении радиоволн, в то время как их можно использовать в качестве источника энергии.

Энергия из радио-фона

Совместно с носимой техникой уже используются альтернативные источники энергии, к примеру, солнечные батареи или трибоэлектрические генераторы. Но для их работы требуются вполне определённые условия: для первых нужен солнечный свет, для вторых – постоянное движение, что сильно сужает сферу использования носимой техники. Задачей исследовательской группы было создание постоянного и стабильного источника энергии, который бы не зависел от посторонних факторов. Поэтому в качестве источника решили использовать то, чего с избытком хватает практически в любой точке земного шара, а именно радиоволны. Фоновое излучение присутствует постоянно, нужна только антенна, улавливающая его и преобразующая в электрическую энергию.

Исследователи разработали широкополосную гибкую дипольную антенну, имеющую устройство, аналогичное носимой технике. Антенна состоит из двух растягивающихся металлических полос, основанных, скорее всего, на использовании жидкого металла. Они встраиваются в графеновой материал с металлическим покрытием. Растягивающаяся структура позволяет сохранять антенне частотные характеристики, на них не влияют деформации и растяжение. Получаемую при помощи антенны энергию пропускают через плёночный растяжимый выпрямитель, на его выходе получается напряжение, пригодное для питания миниатюрных устройств. С помощью такой антенны можно будет обеспечить постоянным стабильным питанием сенсоры, фиксирующие разнообразные параметры тела, такие как температура, уровень кислорода или глюкозы. Эту систему можно будет адаптировать к использованию с любыми носимыми устройствами.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!