納米級自旋整流器問世：收集環(huán)境射頻能量，利用“無用”5G、Wi-Fi信號為設備充電
2024-08-20 12:03:05 EETOP現在無線網絡無所不在，空中充斥著各類電磁波，移動設備每時每刻都在接收及發(fā)送5G、Wi-Fi及藍牙等信號。然而，這些電磁波中只有小部分被實際利用，大部分都被忽視，成為了隱形的資源浪費。最近，新加坡科學家取得了一項重大突破，他們發(fā)明了一種新技術，能夠有效地捕捉這些通常被視為“無用”的環(huán)境電磁波，并將其轉換為可使用的直流電。
無線通訊傳遞信息的電磁波中，只有小部分真正發(fā)揮作用，大部分都被浪費。如果能將這些未利用的電磁波能量轉換為電力，那么這將是一種可持續(xù)的資源回收方式。新加坡國立大學與日本東北大學（Tohoku University）的科學家合作，成功地將環(huán)境中的低功率射頻（RF）信號轉換為直流電（DC），為電子設備和傳感器供電，使它們無需電池即可運行。團隊已經成功地收集電波為商用溫度傳感器供電。
舊技術無法將微弱的環(huán)境電磁波轉換為直流電，但新加坡團隊克服了這一挑戰(zhàn)。他們使用納米級自旋整流器（spin rectifier）制作出了更靈敏的整流器，成功地將微弱電磁波轉換為直流電。這項充電技術具有巨大的潛力，可以降低耗電裝置對電池的依賴，延長設備的運行時間，并減少資源消耗和環(huán)境影響。此外，對于交通不便、難以定期更換電池的地點，新技術有望擴大無線傳感器和網絡設備的使用范圍。
團隊還設法將接收電磁波的天線整合到芯片中，以提高效率并縮小裝置的體積。他們還改進了整流器陣列的連接方式，以降低“阻抗”（impedance）、減少能耗并提升效能。如果成功優(yōu)化電磁波轉換為電能的效率，這將成為一種能夠自我維持（self-sustaining）的綠色替代能源。
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