Бумага, чернила, аккумулятор — здесь нет лишнего
Как получить заряд из высокочастотных электромагнитных волн, избегая трат и пустых потерь?! Полимеры толщиной с обычный бумажный лист при помощи струйных принтеров превращают в антенны и сенсоры, способные улавливать энергию сотовых сетей, спутниковых коммуникаций и телепередатчиков.
В Технической школе компьютерной и электрической инженерии Технологического института штата Джорджия (School of Electrical and Computer Engineering of Georgia Institute of Technology) разработана технология для использования энергии сотовых сетей и других беспроводных систем передачи данных для питания сетей удаленных датчиков, коммуникационных чипов и микропроцессоров.
Все эти источники электромагнитных волн передают их друг другу на разных уровнях частот, а созданные устройства способны улавливать эту энергию и трансформировать в переменный ток, затем заряд накапливается в батареях и конденсаторах. Ученые установили, что электромагнитные частоты повышают надежность улавливающих устройств: такая технология позволяет в случае поломки передать сигнал о ней, а если возникнет проблема с батареями, то сохраняется возможность функционирования без них засчет постоянного поступления электромагнитного сигнала и тем самым генерирования тока .
При использовании телевизионных и радиочастот диапазона FM (от 100 МГц до 15 ГГц) удается получить сотни микроватт энергии, а мультичастотные системы генерируют 1 милливатт мощности и более.
Для создания сенсоров и антенн используется стандартный струйный принтер вместе с уникальным рецептом тонера, включающим серебряные частицы и другие проводниковые нанокомпоненты. Наносится так, что образуется сеть по тому же принципу, что и в датчиках на основе углеродных нанотрубок.
Полимерные основы позволяют создавать сенсоры улавливающие сигналы частотой до 15 и даже 60 ГГц, а это улучшает выработку энергии до сотни раз. Подобные сенсоры уже испытаны: они экспериментально установлены в пределах полукилометра от телевизионной станции и снабжают температурные датчики.
Такие самопитающие беспроводные сенсоры на основе полимерной бумаги могут найти крайне широкое применение: поиск угроз безопасности в аэропортах и вокзалах, обнаружение токсинов и других потенциально вредных веществ в хранилищах продуктов питания, биомониторинговые устройства в медицине, датчики температуры и влажности на открытых пространствах и в помещениях любого назначения. Технология с использованием тонких полимеров и струйной печати делает их доступными, а потому в скором времени и широко распространенными.
