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WiFi也能充电?!这是什么神奇操作

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发表于 2019-3-6 13:07:04 | 显示全部楼层 |阅读模式


图片来自mit.edu
撰文 | 王 烁
责编 | 叶水送
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手机、平板电脑、条记本电脑等电子装备,已成为我们生存中必不可少的一部门,然而利用他们时,也需随身携带一大堆充电装备,令人头痛不已。如果Wi-Fi也可用来充电,那大部门电器电量不敷的烦恼岂不是迎刃而解?
这一假想有些天方夜谭,但克日,来自麻省理工大学、马德里理工大学以及其他研究机构的科学家在《天然》(Nature)杂志发文,称Wi-Fi信号可被变革为电能,为电子装备充电。这一发现在无线充电技能方面取得了突破性希望。


尼古拉·特斯拉,图片来自mentalfloss.com
无线充电技能其实已经不是一个新概念。早在100多年从前,“交换电之父” 尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)就描画了无线充电的蓝图。跟随着特斯拉的脚步,无数科学家对无线充电开始了深入的探索。然而此前用来无线充电的装置接纳的质料大部门为刚性质料,如硅和砷化镓,本钱较高,充电性能也差能人意,这些缺点限定了这些装置在无线充电方面的发展。
无处不在的 Wi-Fi 信号给了科学家们新的灵感,然而现有的装置并不能将 Wi-Fi 频段的信号转化成电能。来自麻省理工学院的德雷森豪斯及其研究团队接纳一种新型柔性整流天线,用于捕捉 Wi-Fi 频段的信号,并把其转换成直流电直接为电子装备供电,也就是说,通过这项技能,电子装备就可以摆脱电池的限定,用 Wi-Fi 即可随时充电。


二硫化钼基柔性整流天线 [1]
这个整流天线告急是由整流二极管和 Wi-Fi 频段的天线构成。天线用于接收 Wi-Fi 信号,整流二极管用来实现能量的转换,把交换信号转换成直流电。这种新型整流天线内里用的整流器可不一样寻常,它是由二硫化钼(MoS2)连接差别金属相,是一种二维半导体质料,常常被用来制作柔性半导体部件。
在接触特定的化学物质后,二硫化钼的原子可以重新分列,从半导体相转化成为金属相。正是由于这种特别的半导体-金属布局,整流器才华转换 Wi-Fi 频段的信号,同时还能低落电路的寄生电容和电阻。寄生电容和电阻越低,整流器的工作服从就越高。


二硫化钼重新分列后从半导体相(2H)变革为金属相(1T/1T') [1]
那么,它的工作服从能到达多少呢?研究职员在实行中发现,外部条件符合的环境下,这种柔性的整流天线最大输出功率能到达40%。换句话说,如果外部供给100 瓦的能量,这种装置可以产生 40 瓦的电力。只管和其他刚性整流天线相比(硅基大概砷化镓基),这种整流天线的转化服从仍较低,但是二硫化钼代价相对更低,而且无毒无害,更告急的是,二硫化钼基整流天线是一种完全柔性装置,这也就意味着它的面积可做得很大,直接覆盖在物体的外貌。种种特性都使它的应用远景更为广阔,好比用在可穿着装备、植入医疗装备,甚至现在大为热门的可弯折手机。


与传统整流天线服从转换对比(赤色为二硫化钼基整流天线)[1]
研究职员表现,这项研究可以说是无线充电发展中的一个里程碑。随着研究不停深入,装置的不停优化,大概在不久的将来,我们真的可以利用无处不在的 Wi-Fi 信号高速上网,同时也可以用 Wi-Fi 信号快速地为各类电子装备充电。
参考文献
[1] Xu Zhang, Jesús Grajal, Jose Luis Vazquez-Roy, Ujwal Radhakrishna,Xiaoxue Wang, Winston Chern, Lin Zhou, Yuxuan Lin, Pin-Chun Shen, Xiang Ji, XiLing, Ahmad Zubair, Yuhao Zhang, Han Wang, Madan Dubey, Jing Kong, MildredDresselhaus and Tomás Palacios. Two-dimensional MoS2-enabled flexible rectenna for Wi-Fi-bandwireless energy harvesting. Nature, 2019
[2] https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190128111718.htm

编辑:AI

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