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智能手表总是要充电?科学家让它“呆着”也能充电

olivia chan

自从智能手表推出健康检测功能之后,适用人群变得广泛许多。现在,年轻人几乎人手一只智能手表。使用的时候是很爽,但是总要面对繁琐的充电问题。

来自宾夕法尼亚州立大学工程科学和力学系的教授Huanyu Cheng认为,当前可穿戴健康监控设备的供能来源都有不同的缺点:太阳能只能在暴露于阳光下才能收集能量;自供电的摩擦电设备只能在人体运动时收集能量。

“但我们不想替换任何这些当前电源,” Cheng说,“我们正试图开辟新的途径来提供稳定的供能。”

从微波炉到Wi-Fi连接,渗透到环境中的无线电波不仅是能量消耗的信号,而且本身也是能量的来源。Cheng带领的国际研究团队已经开发出一种从无线电波中收集能量到为可穿戴设备供电的方法。

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(论文概要,图片来自Materials Today Physics)

研究人员开发了一种可伸展的宽带偶极子天线系统,该系统能够无线传输从健康监测传感器收集的数据。该系统由两个可伸缩的金属天线组成,这些天线集成到带有金属涂层的导电石墨烯材料上。该系统的宽带设计使其即使在拉伸,弯曲和扭曲时也能保持其频率功能。然后,该系统连接到可拉伸的整流电路,从而创建一个整流天线,能够将能量从电磁波转换为电能。这些电能可用于为无线设备供电或为储能设备充电,例如电池和超级电容器。

该整流天线可以将周围环境中的无线电波或电磁波转换成能量,以为设备上的传感模块供电,这些模块可以跟踪温度,水合作用和脉冲氧含量。与其他来源相比,产生的能量更少,但该系统的显着的优势它可以连续发电。

Cheng说:“尽管看不见摸不着,但是无线电波每时每刻都充斥在我们周围,” “如果我们不使用周围环境中发现的这种能量,那简直就是浪费。我们可以收集这种能量并将其转变为能源。

“我们的下一步将是探索这些电路的小型化版本,并致力于开发整流器的可拉伸性,” Cheng说。“这是一个平台,我们可以在其中轻松地将此技术与过去创建的其他模块结合起来并应用。”

参考资料:

https://scitechdaily.com/harvesting-energy-from-radio-waves-to-power-wearable-electronic-devices/

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2021.100377


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