Новости Hardware

Нанотехнологии позволят добывать бесплатное электричество из сигналов Wi-Fi

Новая наука спинтроника об эффектах, связанных с переносом спина заряжённых частиц, позволяет создавать не только перспективную магниторезистивную память, но также обещает прорыв в выработке электричества из «мусорного» радиочастотного излучения. Сегодня в городах пространство перенасыщено всевозможными частотами, энергия которых в подавляющем большинстве рассеивается без пользы. Добыть из неё электричество — заманчивая цель.

 Чип, котрый добывает электричество из «воздуха». Источник изображения: NUS

Чип, который добывает электричество из «воздуха». Источник изображения: NUS

Исследователи из Национального университета Сингапура (NUS) и японского Университета Тохоку (TU) создали на кристалле массив из 50 так называемых спин-трансферных осцилляторов (генераторов). Каждый из крошечных генераторов состоял из целого каскада тонких слоёв из диэлектрических и магнитных материалов. Такие же материалы, но в меньшем числе используются для производства памяти STT-MRAM.

В этих материалах под воздействием внешнего магнитного поля — радиочастотного излучения — возникают автоколебания с генерацией спин поляризованного тока. Последовательное или параллельное соединение нескольких десятков таких генераторов позволяет получить достаточно большой ток, чтобы зарядить конденсатор и запитать простенькую электронику.

Созданный учёными чип по добыче электричества из излучения частотой 2,4 ГГц — это один из самых распространённых несущих сигналов Wi-Fi — за пять секунд заряжал конденсатор в схеме и затем около минуты держал зажжённым светодиод с напряжением питания 1,6 В. В теории, и учёные будут этого добиваться в опытах, можно создать рабочую схему с зарядкой аккумулятора от сигнала Wi-Fi с последующим автономным питанием простейших устройств Интернета вещей.

 Источник изображения: Nature Communications

Источник изображения: Nature Communications

Для создания рабочей схемы из массива добывающих осцилляторов исследователям пришлось решить массу проблем, включая синхронизацию осцилляторов и компенсацию их воздействия друг на друга. Эффекты с переносом спина настолько тонкие, что физика процессов включает возникновение и взаимное влияние магнитных вихрей в материалах в отдельных осцилляторах. Поэтому синхронизация включает как временные, так и пространственные факторы. Проще говоря, на выработку электричества влияет даже геометрия размещения генераторов на кристалле, как и существенно отличаются режимы генерации при последовательном и при параллельном включении осцилляторов.

Подробно об исследовании можно прочесть в статье в Nature Communications. Статья свободно доступна по ссылке.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Все VPN-сервисы в iOS не способы защитить подключение — Apple могла бы это исправить, но ничего не делает 3 ч.
Строительная головоломка LEGO Bricktales выйдет к концу года на всех основных платформах 4 ч.
Роликовый экшен Rollerdrome поступил в продажу и получил кинематографический трейлер 5 ч.
Супергеройский боевик Gotham Knights отправился на золото и к релизу опаздывать не намерен 6 ч.
Autodesk ликвидирует российское юрлицо и уволит персонал российского офиса 6 ч.
Amazon раскрыл дату выхода и новые подробности New Tales from the Borderlands — игру так пока полноценно и не анонсировали 6 ч.
VK Play разрешит публиковать игры физлицам 7 ч.
В результате фишинговой атаки скомпрометированы данные 1900 пользователей защищённого мессенджера Signal 7 ч.
Сюжетное дополнение к Dying Light 2 получило название и первый тизер — полноценный анонс ждёт на открытии gamescom 2022 8 ч.
Разработчики приключения Planet of Lana уточнили новые сроки выхода и подтвердили релиз в Game Pass 8 ч.