لسنوات ، كافح العلماء لإيجاد طرق جديدة لجمع موجات الراديو بكفاءة من البيئة من أجل تشغيل الأجهزة الصغيرة. ومع ذلك ، حتى الآن ، لم يكن مصدر هذه الإشارات واسع الانتشار مثل الشبكة اللاسلكية (Wi - Fi). في الآونة الأخيرة ، قدم فريق بحثي من جامعة سنغافورة الوطنية (NUS) شريحة جديدة طوروها لتشغيل مصابيح LED وغيرها من الأجهزة / أجهزة الاستشعار الإلكترونية الصغيرة.
قائد البحث البروفيسور يانغ هيونسو (إلى اليسار) والمؤلف الأول الدكتور راغاف شارما
كان تجميع الطاقة الراديوية في البيئة ثم تحويلها إلى طاقة ذات مغزى يمثل تحديًا شاقًا لسنوات عديدة.
The good news is that scientists from the National University of Singapore and Tohoku University in Japan have developed what they call a "self-torque oscillator" (STO).
فئة جديدة نسبيًا من الأجهزة الصغيرة ، لديهم القدرة على توليد أفران ميكروويف ، ولكن حتى الآن كانت طاقة الخرج منخفضة نسبيًا. بناءً على ذلك ، توصل فريق البحث إلى حل جديد لدمج العديد من STO على شريحة واحدة لزيادة طاقة الإخراج.
ومع ذلك ، لتحقيق ذلك ، عمل فريق البحث بجد لتصميم واختبار التخطيطات المثلى لمعالجة مشكلات مثل التباعد - واستجابة التردد المنخفض. تتضمن خطة العرض التوضيحي للتسليم النهائي ثمانية STOs متصلة في سلسلة.
تمتص المصفوفة موجات الراديو 2.4 جيجا هرتز الناتجة عن إشارات Wi - Fi وتحولها إلى إشارات جهد تيار مستمر. بعد تمريره إلى المكثف ، يمكن استخدامه لـ 1.6V LED.
بعد شحن المكثف لمدة 5 ثوانٍ ، سيظل مؤشر LED مضاءً لمدة دقيقة واحدة حتى لو انقطع مصدر الطاقة الخارجي.
"We live in a world surrounded by Wi-Fi signals, but when we're not using them to access the internet, they're inactive, wasting energy," said study author Professor Yang Hyunsoo.
البحث الجديد هو الخطوة الأولى في تحول حيث ستصبح موجات الراديو 2.4 جيجا هرتز المتاحة بسهولة مصدرًا للطاقة الخضراء لتقليل متطلبات البطارية للأجهزة الإلكترونية التي نستخدمها بانتظام.
بهذه الطريقة ، يمكن تشغيل بعض أجهزة إنترنت الأشياء باستخدام إشارات الراديو. مع انتشار تطبيقات المنازل الذكية والمدن الذكية ، قد يتم تطبيق هذا العمل البحثي بكفاءة في أنظمة مثل الاتصالات والحوسبة والتشكيل العصبي.
يعمل فريق البحث الآن على زيادة عدد STO في المصفوفة لتحسين حصاد الطاقة ، ويستكشف كيف يمكن استخدامها لتشغيل الأجهزة الإلكترونية وأجهزة الاستشعار الأخرى.
نُشرت تفاصيل البحث في العدد الأخير من مجلة Nature Communications.
The original title is "Electrically connected spin-torque oscillators array for 2.4?GHz WiFi band transmission and energy harvesting".
