由宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学学院职业发展教授Huanyu " Larry " Cheng领导的一个国际研究团队，已经开发出一种可伸缩天线和整流天线系统，该系统可以从周围环境的无线电波中收集能量，为可穿戴设备供电。资料来源:拉里·程，宾州州立大学

 

从微波炉到Wi-Fi连接，渗透到环境中的无线电波不仅是能量消耗的信号，而且本身也是能量的来源。由宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学系职业发展教授Huanyu " Larry " Cheng领导的一个国际研究团队，已经开发出一种从无线电波中获取能量，为可穿戴设备供电的方法。

 

研究人员最近在《今日物理材料》上发表了他们的方法。天富代理分红

 

程教授表示，目前可穿戴健康监测设备的能源在为传感器设备供电方面占有一席之地，但各有各的缺点。例如，太阳能只有在暴露在太阳下时才能收集能量。一个自供电的摩擦电装置只能在身体运动时收集能量。

 

“我们不想更换任何现有的能源，”程说。“我们正努力提供额外的、持续的能量。”

 

研究人员开发了一种可伸缩的宽带偶极天线系统，能够无线传输从健康监测传感器收集到的数据。该系统由两个可伸缩的金属天线集成到导电石墨烯材料上，并涂有金属涂层。该系统的宽带设计使得它即使在拉伸、弯曲和扭曲时也能保持其频率功能。然后，这个系统被连接到一个可伸缩的整流电路，形成一个整流天线，或“整流天线”，能够将电磁波能量转换为电能。这些电能可以用来为无线设备供电，或者为电池和超级电容等储能设备充电。

 

这种整流天线可以将周围环境的无线电波或电磁波转换为能量，为设备上的传感模块供电，跟踪温度、水化和脉冲氧气水平。程教授说，与其他能源相比，该系统产生的能量更少，但它可以持续发电，这是一个显著的优势。天富代理主管

 

“我们正在利用我们周围的能量——无线电波无处不在，每时每刻，”程说。“如果我们不利用周围环境中的这种能量，它就会被浪费掉。我们可以收获这种能量，并将其转化为力量。”

 

程先生表示，这项技术是他和他的团队的基石。将其与他们的新型无线传输数据设备相结合，将提供一个关键组件，将与该团队现有的传感器模块一起工作。

 

“我们下一步将探索这些电路的小型化版本，并致力于开发整流器的延展性，”程说。“在这个平台上，我们可以轻松地将这项技术与我们过去创建的其他模块结合并应用。它很容易扩展或适应其他应用，我们计划探索这些机会。”

 

参考:《用于射频能量收集的可拉伸宽带偶极子天线和整流天线

 

朱佳，胡志辉，宋朝云，易宁，俞兆征，刘振东，刘尚斌，王梦军，Michael Gregory Dexheimer，杨健，程环宇，2021年3月5日，Materials Today Physics。