Выпуск: RU

Вход

Войти с помощью социальной сети:

Новость добавлена
4613.06.2019 22:36
< >
Столовый прибор: беспроводная зарядка стала в сто раз мощнее
Столовый прибор: беспроводная зарядка стала в сто раз мощнее

Беспроводной стол-подзарядка российского производства, над которым сейчас работают ученые, будет способен питать одновременно около 10 гаджетов: телефонов, планшетов, ноутбуков и других устройств. Предложенная технология использования гибкой метаповерхности позволила в сто раз увеличить расстояние, на которое устройство передает сигнал: радиус действия представленных сегодня на рынке беспроводных зарядок не превышает 1 см, тогда как разработанный отечественными специалистами умный стол сможет питать все гаджеты на расстоянии метра.

Метаматериальные ценности

В университете ИТМО работают над концепцией уникального умного стола. Устройство, которое можно использовать на поверхности рабочего пространства в офисе или дома, служит для беспроводной подзарядки нескольких мобильных гаджетов одновременно. Для создания такого прибора разработчики предлагают использовать метаповерхности -- искусственно созданные материалы, способные управлять электромагнитными волнами.

Как пояснил «Известиям» сотрудник международного научно-исследовательского центра нанофотоники и метаматериалов ИТМО Минчжао Сун, структурой такого метаматериала может служить среда из пенопласта с тонкими металлическими проводами (антеннами), расположенными в нужной геометрии.

-- Мы использовали один слой проводящей решетки, который сформировал так называемую метаповерхность. Эта метаповерхность способна преобразовывать затухающую электромагнитную волну в распространяющуюся, -- отметил он.

Исследователи экспериментально показали, что за счет возбуждения волн метаповерхность может улучшить коэффициент связи между приемным и передающим резонаторами (два цилиндра из керамики, расположенные на метаповерхности, распространяющие электромагнитные колебания) и значительно увеличить расстояние (до 1 м), на которое энергия передается с высокой эффективностью (более 80%). Устройство на основе этой технологии может быть встроено в стол или выполнено в виде переносного гибкого коврика, который можно взять с собой в дорогу.

Энергия на расстоянии

Предложенный принцип работы умного стола, основанный на использовании метаповерхности, уникален, сообщила «Известиям» соавтор работы, доцент кафедры нанофотоники и метаматериалов университета ИТМО Полина Капитанова. Устройств, сделанных по такому принципу, в мире еще просто не существует.

-- Ключевое конкурентное преимущество данной технологии -- в увеличении расстояния, на которое может осуществляться передача энергии, -- отметила она. -- У обычного беспроводного зарядного устройства это расстояние ограничено всего несколькими миллиметрами, тогда как наша система позволяет заряжать гаджеты на расстоянии более метра -- это революционный результат. Наша разработка обещает полностью изменить парадигму дизайна систем беспроводной передачи энергии.

Устройства, которые поддерживают зарядку на расстоянии более сантиметра, сегодня активно создаются во всем мире, пояснили «Известиям» в ИТМО. Однако в них передатчик и приемник связываются между собой по воздуху, поэтому расстояние, на котором может осуществляться зарядка, в трехмерном пространстве ограничено дистанцией от нескольких миллиметров (стандарт Qi, используемый, например, в беспроводном зарядном устройстве Huawei) до сантиметра (стандарт A4WP, используемый в беспроводном зарядном устройстве WiTricity).

-- В нашей же системе, в отличие от прочих, передатчик и приемник взаимодействуют через двумерную метаповерхность. Мы жертвуем одним измерением, но зато на порядок увеличиваем расстояние, на которое передается энергия, -- пояснил Минчжао Сун.

Провода на свалку

Проведенное исследование пока лишь доказало, что предложенная в ИТМО концепция работает. Первая версия прототипа умного стола в настоящий момент в процессе разработки, и в нем еще многое предстоит улучшить. Важный вопрос, который надо решить ученым, состоит в том, что метаповерхность чувствительна к отклонениям в расположении передатчика и приемника относительно друг друга. Сейчас для того, чтобы система работала c максимальной эффективностью, они должны располагаться строго определенным образом. Дальнейшие исследования будут направлены на решение задачи свободного размещения и подзарядки нескольких устройств одновременно.

Предложенная технология нова и перспективна, однако вопросы вызывает ее коммерческий потенциал, считает ассистент кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников НИТУ «МИСиС» Данила Саранин.

-- Это действительно инновационная технология. Но пока неясной остается экономическая сторона: реализуем ли в массовом производстве процесс нанесения метаповерхностей, возможно ли масштабирование соответствующих технологических процессов и насколько это увеличит себестоимость товаров по сравнению с существующими аналогами. Будет ли возможно конкурировать с ними по цене? Надеюсь, что, помимо технических и эксплуатационных преимуществ, разработка умного стола с метаповерхностями будет рентабельна в массовом производстве, -- отметил эксперт.

Со временем благодаря разработке ученых ИТМО можно будет практически полностью избавиться от проводов и подзарядить все свои гаджеты, просто проехавшись в лифте или во время ланча в ресторане, уверен начальник отдела бизнес-акселератора технологического парка ТюмГУ (вуза-участника проекта «5-100») Александр Ермаков.

-- Беспроводная зарядка мобильных устройств сейчас становится таким же атрибутом рабочего пространства, каким некоторое время назад был коврик для мыши, ее можно встретить не только в офисе, но и в автомобиле, в бизнес-классе самолета и много где еще, - считает он. - Однако передача энергии на кратно большем расстоянии, которой добились в ИТМО, открывает намного большие перспективы.

Прототип умного стола может появиться примерно через год.

Поделиться:
Комментарии (0)
Поделиться в социальных сетях:


Новости по теме