新突破：科学家研发基于超表面的天线 通过无线电波为LED等设备充电

西贝网 20220307

  • 超材料天线
研究人员近日开发出一种全新基于超表面（metasurface）的天线，这意味着人类朝着从无线电波中获取能量这个目标迈出了实质性的一步。通过这项技术，用户可以通过目前 Wi-Fi、蓝牙传输等使用的无线电波给传感器、LED 以及其他具有低能量要求的简单设备提供无线电源。

来自南佛罗里达大学的研究小组负责人周江峰（Jiangfeng Zhou，音译）表示：“通过消除有线连接和电池，这些天线可以帮助降低成本，提高可靠性，并使一些电气系统更加有效。这将有助于为智能家居传感器供电，如用于温度、照明和运动的传感器，或用于监测建筑物或桥梁结构的传感器，在这些地方更换电池可能很困难或不可能”。

这项研究成果近日发表在《Optical Materials Express》上。

研究人员报告说，他们的新天线的实验室测试表明，它可以从低功率无线电波中获取 100 微瓦的功率，足以为简单的设备供电。这是可能的，因为用于制造天线的超材料表现出对无线电波的完美吸收，并被设计为在低强度下工作。

制作样品和进行测量的团队成员克莱顿·福勒（Clayton Fowler）说：“尽管还需要更多的工作来使天线小型化，但我们的设备使用现实世界中发现的环境功率水平，以高效率跨越了 100 微瓦收获功率的关键门槛。这项技术也可以进行调整，这样就可以提供一个无线电波源，为房间周围的设备供电或充电”。

科学家们试图从无线电波中获取能量已经有相当长的时间了，但一直很难获得足够的能量来发挥作用。这种情况正在发生变化，这要归功于超材料的发展和可用的无线电频率能量的环境来源的不断增加，如手机网络、Wi-Fi、GPS和蓝牙信号。

周说：“随着基于无线电波的技术的巨大爆炸，将有大量的废弃电磁辐射可以被收集。这一点，再加上超材料的进步，为新的设备和应用创造了一个成熟的环境，这些设备和应用可以从收集这些废旧能量并将其投入使用中获益”。

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