Kolektahin ang enerhiya mula sa mga alon ng radyo sa mga naisusuot na elektronikong aparato

Ang isang internasyonal na pangkat ng mga mananaliksik na pinangunahan ni Huang “Larry” Cheng, isang propesor sa pag-unlad ng karera kasama si Dorothy Quiggle ng Kagawaran ng Engineering at Mekanika ng Pennsylvania, ay nakabuo ng isang napalawak na sistema ng antena at sinag na nagkokolekta ng enerhiya mula sa mga alon ng radyo sa kapaligiran hanggang sa lakas. naisusuot na aparato. May-akda: Larry Cheng, Pennsylvania

Mula sa mga oven sa microwave hanggang sa Wi-Fi, ang mga alon ng radiation na tumagos sa kapaligiran ay hindi lamang signal tungkol sa natupok na enerhiya, kundi pati na rin ang mga mapagkukunan ng enerhiya mismo. Ang isang internasyonal na pangkat ng mga mananaliksik na pinangunahan ni Huang “Larry” Cheng, isang propesor sa pag-unlad ng karera na si Dorothy Quiggle ng Kagawaran ng Engineering at Mekanika ng Pennsylvania, ay gumawa ng isang paraan upang mangolekta ng enerhiya mula sa mga alon ng radyo hanggang sa mga naisusuot na aparato.

Kamakailan ay nai-publish ng mga mananaliksik ang kanilang pamamaraan sa Mga materyales ngayon Physics.

Ayon kay Cheng, ang mga kasalukuyang mapagkukunan ng enerhiya para sa mga naisusuot na monitor ng kalusugan ay nagaganap sa mga naggaganyak na sensor, ngunit ang bawat isa ay may mga pagkabigo. Halimbawa, ang enerhiya ng solar ay maaaring mangolekta ng enerhiya sa ilalim lamang ng impluwensya ng araw. Ang isang aparato na nagpapatakbo ng sarili na triboelectric ay maaari lamang mangolekta ng enerhiya kapag ang katawan ay gumagalaw.

“Hindi namin nais na palitan ang anuman sa mga kasalukuyang supply ng kuryente,” sabi ni Chen. “Sinusubukan naming magbigay ng labis, pare-pareho na enerhiya.”

Ang mga mananaliksik ay nakabuo ng isang nababaluktot na broadband dipole antena system na may kakayahang wireless na paglilipat ng data na nakolekta mula sa mga sensor ng pagsubaybay sa kalusugan. Ang system ay binubuo ng dalawang extensible metal antennas na isinama sa conductive graphene materyal na pinahiran ng metal. Pinapayagan ka ng disenyo ng broadband na panatilihin ang mga pagpapaandar ng dalas nito kahit na nakaunat, baluktot at baluktot. Pagkatapos ay kumokonekta ang sistemang ito sa isang nakakaunat na circuit ng pagwawasto, na lumilikha ng isang naituwid na antena, o “tumbong,” na may kakayahang gawing elektrisidad ang lakas ng mga electromagnetic na alon. Ang elektrisidad na ito ay maaaring magamit upang mapatakbo ang mga wireless na aparato o upang singilin ang mga aparato sa pag-iimbak ng enerhiya tulad ng mga baterya at supercapacitor.

Ang rectifier na ito ay maaaring mag-convert ng mga radioelectromagnetic na alon mula sa kapaligiran patungo sa enerhiya upang mapagana ang mga module ng sensor sa aparato na sumusubaybay sa antas ng temperatura, hydration at oxygen pulse. Kung ikukumpara sa ibang mga mapagkukunan, mas kaunting enerhiya ang nagagawa, ngunit ang system ay maaaring patuloy na makabuo ng elektrisidad – isang makabuluhang kalamangan, ayon kay Cheng.

“Ginagamit namin ang enerhiya na nakapaligid sa amin – ang mga alon ng radyo sa lahat ng oras saanman,” sabi ni Chen. “Kapag hindi natin ginagamit ang enerhiya na ito na nasa kapaligiran, nasayang lang ito. Maaari nating tipunin ang lakas na ito at ayusin ito sa lakas. “

Sinabi ni Chen na ang teknolohiya ang pundasyon para sa kanya at sa kanyang koponan. Ang pagsasama nito sa isang bagong aparato ng wireless transmission ay magbibigay ng isang mahalagang sangkap na gagana sa mga umiiral na mga module ng sensor ng pangkat.

“Ang aming susunod na mga hakbang ay pag-aralan ang mga maliliit na bersyon ng mga scheme na ito at gumana sa pagbuo ng extensibility ng rectifier,” sabi ni Chen. “Ito ay isang platform kung saan madali nating maisasama at mailalapat ang teknolohiyang ito sa iba pang mga module na nilikha namin sa nakaraan. Madali itong pinalawig o inangkop para sa iba pang mga application, at plano naming tuklasin ang mga posibilidad na ito. “

Sanggunian: “Maaaring i-stretch na broadband dipole antennas at itago para sa koleksyon ng enerhiya na RF”,
Jia Zhu, Zhihui Hu, Chaoyong Song, Ning Yi, Zhaozheng Yu, Zhengdong Liu, Shanbin Liu, Mengzhong Wang, Michael Gregory Dexheimer, Jian Yang at Huanyu Cheng, Marso 5, 2021, Mga materyales ngayon Physics.
DOI: 10.1016 / j.mtphys.2021.100377

Ang artikulong ito ay kapwa akda ni Jia Zhu, na tumanggap ng kanyang Ph.D. sa Mechanical Engineering mula sa Pennsylvania noong 2020; Si Zhihui Hu, isang dating dumadalaw na propesor ng engineering at mekanika sa Pennsylvania, at isang kasalukuyang associate professor sa Wuhan University of Technology sa China; Chaoyong Song, Associate Professor ng School of Engineering at Physical Science sa University of Scotland Geriot-Watt; Ning Yi, na tumanggap ng kanyang Ph.D. sa engineering at mekanika mula sa Pennsylvania noong 2020; Zhaozheng Yu, na nakatanggap ng kanyang master’s degree sa engineering at mekanika mula sa Pennsylvania noong 2019; Zhengdong Liu, isang dating dumadalaw na nagtapos na mag-aaral ng engineering at mekanika mula sa Pennsylvania; Si Shanbin Liu, isang nagtapos na mag-aaral sa engineering at mekanika mula sa Pennsylvania; Mengjun Wang, Associate Professor ng School of Electronics at Impormasyon? Mga tekniko sa Hebei Technological University sa Tsina; Si Michael Gregory Dexheimer, na nagtapos ng master’s degree sa engineering at mekanika mula sa Pennsylvania noong 2020; at Jian Yang, isang propesor ng biomedical engineering sa Pennsylvania.

Ang gawaing ito ay suportado ng National Science Foundation; National Heart, Lung at Blood Institute ng National Institutes of Health; at Pennsylvania.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang lumalaking problema ng “malalim na heograpiya”

Ang maaaring mukhang isang imahe ng Tacoma ay talagang isang simulate na nilikha sa pamamagitan ng paglilipat ng mga biswal na imahe ng Beijing...

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Newsletter

Subscribe to stay updated.