Close
01 июня 2020, Понедельник

Ученые намрены превратить сигналы Wi-Fi в полезную энергию

29.03.2020 Источник: COMPUTERRA.RU 482

Ученые намрены превратить сигналы Wi-Fi в полезную энергиюФото из открытых источников

Физики из Массачусетского технологического института работают над созданием устройства, которое сможет преобразовать существующие повсеместно терагерцовые волны в постоянный ток. От портативного устройства без проводов можно будет заряжать многие бытовые гаджеты.

Любое устройство, которое транслирует Wi-Fi, также излучает терагерцовые волны — электромагнитные волны на частоте между микроволнами и инфракрасным излучением. Эти высокочастотные волны (еще их называют Т-лучи) также исходят почти от всего, что имеет температуру, включая наши собственные тела и некоторые предметы вокруг нас.

Ученые пришли к выводу, что концентрированная энергия Т-лучей может служить еще одним альтернативным источником энергии. Например, можно представить небольшую надстройку для смартфона, которая будет автоматически собирать окружающие терагерцовые волны и использовать их энергию для зарядки гаджета. Пока что звучит как фантастика — до сих пор ученые не имели возможности уловить и преобразовать Т-лучи в пригодную для использования форму.

Как поможет графен

Ученые искали способы сбора и преобразования окружающей энергии в полезную электрическую энергию в течение целого десятилетия. Большинство разработок ориентировалось на выпрямители — устройства, которые предназначены для преобразования электромагнитных волн из переменного тока в постоянный. Большинство из них работало при помощи внешнего электрического поля, которое направляло радиоволны через устройство, чтобы на выходе получилась полезная энергия. Однако эти выпрямители не смогли приспособиться к терагерцовому диапазону.

Группа физиков из MIT пошла по другому пути. Вместо того, чтобы превращать волны в постоянный ток, воздействуя внешним электрическим полем, ученые решили работать на квантово-механическом уровне. Там они смогли бы заставить собственные электроны материала течь в определенном направлении, чтобы преобразовывать поступающие терагерцовые волны в постоянный ток.

Физики обнаружили, что в создании новой конструкции поможет графен. Он оказался достаточно чистым и свободным от примесей, чтобы поступающая энергия не терялась при преодолении различных неровностей. Однако электронная структура графена устроена так симметрично, что попадающие в материал Т-лучи тут же рассеивались бы в ней и не выходили бы в виде электрической энергии. Тогда руководитель исследования Хироки Исобе нашел способ направить энергию при помощи «подкладки» из нитрида бора. Она создавала перекос движения электронов под воздействием Т-лучей в определенном направлении. Это несколько искривленное движение дало возможность генерировать постоянный ток.

Фото из открытых источников

Реальное устройство

Сейчас физики-экспериментаторы Массачусетского технологического института работают над реализацией физического устройства, которое сможет работать при комнатной температуре.

Проект терагерцового выпрямителя представляет собой маленький квадрат графена, который расположен на слое нитрида бора, и вместе они помещаются внутри антенны. Антенна будет собирать окружающее терагерцовое излучение и усиливать его сигнал достаточный для преобразования в постоянный ток.

Разработчики сравнивают устройство с солнечной батареей — только оно работает на другом частотном диапазоне. Хироки Исобе отмечает, что уже в ближайшем будущем терагерцовые выпрямители могут быть использованы, например, для беспроводного питания имплантатов в теле пациента. Конечно, с помощью сигналов Wi-Fi можно будет заряжать и ноутбуки, и смартфоны.

Метки:
Смартфоны
Новости партнеров
Самое популярное
Ученые выяснили причины одного из самых массовых вымираний жизни
31.05.2020 46

Британские исследователи выяснили, что стало причиной девонского вымирания, произошедшего 359 миллионов лет назад.