Desenvolveu uma retena 2D exclusiva com um diodo Schottky da MoS 2 com uma espessura de apenas três átomos
Os engenheiros há muito aprendem como extrair energia de um sinal de rádio. Para isso, são usados
retenos (antenas retificadoras) que convertem a energia do campo de ondas eletromagnéticas em energia de corrente contínua. A opção mais simples pode ser um vibrador de meia onda, entre os ombros dos quais um diodo está instalado.
Os engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts propuseram um
novo projeto de reteno MoS 2 que oferece várias vantagens. Em primeiro lugar, é uma estrutura plana com uma espessura de apenas três átomos, é flexível, diferentemente dos retificadores do arseneto de silício e gálio. Em segundo lugar, o sulfeto de molibdênio é muito mais barato. E o mais importante, uma retena flexível é alimentada por radiação eletromagnética com uma frequência de até 10 GHz e
funciona bem na faixa de Wi-Fi , ou seja, de 2,4 a 5,9 GHz. Entrega aproximadamente 40 microwatts. Não muito, mas o suficiente para um LED ou um chip simples.
A transmissão de energia por microondas por longas distâncias é uma tecnologia indispensável em algumas áreas. Por exemplo, os cientistas estão falando sobre usá-lo para
acelerar um elevador espacial e
transferir para baixo a energia coletada pelos painéis solares em órbita . Mas há também uma aplicação banal. Por exemplo, sensores em miniatura e outros dispositivos de IoT podem funcionar por anos sem uma bateria interna ou outra fonte de energia física, simplesmente recebendo energia de um sinal de rádio.
Os dispositivos IoT podem extrair corrente das ondas de rádio ao redor em frequências arbitrárias, incluindo WiFi, Bluetooth, LTE e muitos outros. Retenos e retificadores de silício e gálio com eficiência de até 50-60% já foram desenvolvidos. Em uma nova retena MoS
2 , a eficiência geralmente não excede 30%, mas a tecnologia ainda é bastante interessante.
Como mostrado na ilustração abaixo, o dispositivo usa
um diodo Schottky . Ele imita as propriedades da transição metal-semicondutor, que tem sido usada em retenos até agora. Devido a isso, a
capacitância parasita é minimizada e a conversão é acelerada em uma ordem de grandeza, ou seja, o retificador pode processar ondas em frequências muito mais altas: até 10 e até 12 GHz. Anteriormente, isso não era possível com retificadores flexíveis.
Eletrônica 2D
Eletrônicos flexíveis
podem ser usados em áreas completamente novas : na verdade, esse é um filme invisível no qual qualquer dispositivo se transforma. Como escrevem os autores da invenção, objetos comuns do dia a dia “se transformam em uma rede inteligente de sensores distribuídos”. Esse filme eletrônico pode cobrir as paredes das salas (como papel de parede), edifícios, pontes, estradas, o que for,
diz o engenheiro Thomas Palacios, do Centro de Instrumentos de Grafeno e Sistemas 2D do Laboratório de Tecnologia do MIT Microsystems.
Nos últimos anos, vários componentes importantes dessa rede foram desenvolvidos, incluindo
transistores, sensores e dispositivos de memória . Tudo o que era necessário era uma fonte de energia bidimensional eficaz. Agora ele é Como já mencionado, essa retena trabalha em uma ordem de magnitude mais rápida que
os retificadores planos existentes , e, pela primeira vez, foi possível extrair energia de um sinal Wi-Fi. Segundo os cientistas, essas fontes de alimentação universais são adequadas para integração com vários sistemas eletrônicos.
Um dispositivo com energia sem fio é mais adequado para implantes médicos, bem como
sensores engolidos que funcionam dentro do corpo humano: "Idealmente, você não deseja instalar baterias nesses sistemas, porque se houver vazamento de lítio, o paciente poderá morrer",
diz o engenheiro Jesus Grahal, da Universidade de São Paulo. Universidade Técnica de Madri, um dos desenvolvedores da nova retena. "É muito melhor coletar energia do meio ambiente para alimentar esses pequenos laboratórios no corpo e transferir dados para computadores externos".
Atualmente, a equipe está trabalhando na criação de sistemas maiores e no aumento da eficácia da retena. O artigo científico foi
publicado em 28 de janeiro de 2019 na revista
Nature .
Junte-se à multidão de desenvolvedores e inovadores de IoT hoje! Gerencie vários
dispositivos IoT baseados em PKI com soluções GlobalSign .
Precisa de mais informações? Estamos sempre felizes em aconselhá-lo por telefone +7 499-678-2210.