Исследователи недавно опубликовали свой метод в журнале Materials Today Physics.
По словам Ченга, нынешние источники энергии для носимых устройств мониторинга здоровья имеют свое место в питании сенсорных устройств, но у каждого из них есть свои недостатки. Например, солнечная энергия может собирать энергию только при воздействии солнца.
Трибоэлектрическое устройство с автономным питанием может собирать энергию только тогда, когда тело находится в движении.
«Мы не хотим заменять ни один из этих нынешних источников энергии», – сказал Ченг. "Мы пытаемся обеспечить дополнительную постоянную энергию."
Исследователи разработали растяжимую широкополосную дипольную антенную систему, способную передавать по беспроводной сети данные, полученные с датчиков мониторинга состояния здоровья. Система состоит из двух растягиваемых металлических антенн, интегрированных в проводящий графеновый материал с металлическим покрытием.
Широкополосная конструкция системы позволяет ей сохранять свои частотные функции даже при растяжении, изгибе и скручивании. Затем эту систему подключают к растягиваемой выпрямительной схеме, создавая выпрямленную антенну или «ректенну», способную преобразовывать энергию электромагнитных волн в электричество.
Это электричество, которое можно использовать для питания беспроводных устройств или для зарядки устройств хранения энергии, таких как батареи и суперконденсаторы.
Эта ректенна может преобразовывать радио или электромагнитные волны из окружающей среды в энергию для питания сенсорных модулей на устройстве, которые отслеживают температуру, гидратацию и пульсирующий уровень кислорода. По сравнению с другими источниками, вырабатывается меньше энергии, но система может вырабатывать электроэнергию непрерывно – значительное преимущество, по словам Ченга.
«Мы используем энергию, которая уже окружает нас – радиоволны везде и всегда», – сказал Ченг. "Если мы не будем использовать эту энергию, содержащуюся в окружающей среде, она просто будет потрачена впустую. Мы можем собрать эту энергию и преобразовать ее в силу."
Ченг сказал, что эта технология является строительным блоком для него и его команды. Объединение его с их новым устройством беспроводной передачи данных обеспечит критически важный компонент, который будет работать с существующими модулями датчиков команды.
«Нашими следующими шагами будут изучение миниатюрных версий этих схем и работа над повышением растяжимости выпрямителя», – сказал Ченг. «Это платформа, на которой мы можем легко комбинировать и применять эту технологию с другими модулями, которые мы создали в прошлом. Его легко расширить или адаптировать для других приложений, и мы планируем изучить эти возможности."