2019年1月29日
想象一个世界，包括笔记本电脑，智能手机和可穿戴设备在内，无电池运行。
来自麻省理工学院和其他地方的研究人员设计了第一个完全灵活的，无电池的“ Rectenna”（一种将Wi-Fi信号转换为电力转换为电力的设备），可用于为灵活和可穿戴的电子设备，医疗设备和传感器提供动力“物联网。”（图片来源：Christine Daniloff）
朝这个方向迈出了一步，科学家来自麻省理工学院并且在其他地方开发了世界上第一个能够将Wi-Fi信号释放的能量转换为电力的全球完全灵活的设备，这反过来又可以用来为电子设备供电。
“ Rectennas”是将AC电磁波转化为直流电的设备。研究人员报道了一种新型的直肠，它利用了柔性射频（RF）天线。RF天线捕获电磁波，包括携带Wi-Fi的电磁波作为AC波形。该团队在一项发表的研究中描述了这一最新突破自然。
随后，RF天线与由二维（2D）半导体制造的新设备链接，该设备的厚度仅为几个原子。当AC信号通过半导体内部时，将通过半导体转换为直流电压。该直流电压可用于为充电电池或电子电路供电。
以这种方式，无电池设备将永远存在的Wi-Fi信号被动地捕获并转换为有用的直流电源。此外，该设备也很灵活，可以在滚动过程中生产以隐藏极大的区域。
如果我们可以开发我们在桥上缠绕或覆盖整个高速公路或办公室墙壁并将电子智能带给我们周围所有事物的电子系统，该怎么办？您如何为这些电子产品提供能量？我们已经提出了一种新的方式来为未来的电子系统提供动力 - 通过以一种容易集成在大型领域的方式收获Wi-Fi能源，将智能带给我们周围的每个物体。
麻省理工学院电气工程与计算机科学系教授TomásPalacios。欧洲杯线上买球
Palacios还是Microsystems技术实验室中MIT/MTL石墨烯设备和2D系统中心的主任。
拟议的Rectenna可用于为“物联网”的可穿戴和灵活的电子，传感器和医疗设备供电。例如，灵活的智能手机是顶级技术公司的新趋势市场。在他们的实验中，研究人员观察到他们的装置有可能在暴露于正常的Wi-Fi信号（最高150 µW）时产生约40 µW的功率。该功率足以点亮驱动硅芯片或LED。
该研究的合着者兼马德里技术大学的研究人员JesúsGrajal表示，为该设备提供了植入医疗设备的数据通信是该设备的另一个潜在应用。例如，研究人员开始创建可以被患者摄入的药丸，并可以将健康数据转移回计算机以进行诊断。
理想情况下，您不想使用电池为这些系统供电，因为如果它们泄漏锂，患者可能会死亡，”。“从环境中收获能量来为这些小型实验室提供动力并将数据传达给外部计算机，这是更好的选择。。
马德里技术大学研究合着者兼研究员JesúsGrajal。
“整流器”（所有对流均依赖的组件）将AC输入信号转换为直流功率。常规的直立性要么利用砷化韧带或砷化硅化剂进行整流器。尽管此类材料可以覆盖Wi-F欧洲杯足球竞彩i频段，但它们往往很僵硬。此外，尽管这些材料可用于以相对便宜的方式开发微小的欧洲杯足球竞彩设备，但使用它们来掩盖巨大的区域，例如墙壁和建筑物的表面，这将是非常昂贵的。因此，研究人员长期以来一直在尝试解决这些问题，但是到目前为止，迄今已有报道的少数灵活的直立性只能在低频下起作用，并且无法在Gigahertz频率中捕获和改变信号，其中大多数相关的WI-fi和手机信号存在。
为了开发其整流器，该团队应用了一种新型的2D材料，称为Molybdenum二硫化物（MOS2）只有三个原子厚，使其成为世界上最薄的半导体之一。为此，研究人员利用了MOS的非凡行为2- 暴露于特定化学物质的情况下，材料的原子以类似于开关的方式进行重组，从而导致相位从半导体向金属材料过渡。因此获得的结构称为Schottky二极管，即半导体与金属的连接。
通过工程MOS2进入2D半导体 - 金属相连接，我们建立了一个原子上薄的超快Schottky二极管，同时使串联电阻和寄生能力最小化。
Xu Zhang，MIT电气工程与计算机科学系的第一作者和博士后。欧洲杯线上买球
张将很快加入卡内基·梅隆大学的助理教授。
电子产品不可避免的情况是寄生电容，其中一些材料存储了少量的电荷，从而减慢了电路。欧洲杯足球竞彩因此，较低的电容意味着更高的工作频率和增加的整流速度。研究人员开发的Schottky二极管的寄生电容比当前的复杂柔性整流器的当代小的数量级要小，因此在信号转换时它的速度极快，使二极管能够捕获和转换10 GHz的无线信号。。
“这样的设计允许完全灵活的设备，该设备足够快，可以覆盖我们日常电子产品（包括Wi-Fi，蓝牙，蜂窝LTE等）使用的大多数射频频带，”张说。
最新的研究为具有相当效率和产出的其他灵活的Wi-Fi到电设备提供了蓝图。对于当前设备，根据Wi-Fi输入的输入功率，最大输出效率为40％。在正常的Wi-Fi功率水平上，MOS2整流器的功率效率约为30％。作为参考，目前由僵硬，更昂贵的镀凝剂或硅化硅制成的直立性可以达到约50％至60％的功率效率。
也可以从麻省理工学院，马德里大学技术大学，波士顿大学，马德里州查尔斯三世大学和南加州大学提供其他15位纸质合着者。
目前，研究人员打算开发更复杂的系统并提高效率。通过MIT国际科学技术计划（MISTI），与马德里技术大学的联系部分使这项研究成为可能。欧洲杯线上买球它还得到了士兵纳米技术研究所，国家科学基金会综合量子材料中心，陆军研究实验室和空军科学研究办公室的部分支持。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球