新技术用无线网络和蓝牙信号发电

　　参考消息网8月30日报道 据美国趣味科学网站8月28日报道，像光传感器或网络组件这样的小型设备很快就可以从周边环境的无线网络和蓝牙信号中获取动力——使用一种能将哪怕最微弱的电磁波转化为电能的尖端新组件。

　　研究人员制造了一种高灵敏度的“整流天线”。这种元件利用量子物理的特性，能有效地将电磁能转换为直流电。研究人员利用这种捕获电子的新方法为市售温度计供电。

　　在7月24日发表于英国《自然·电子学》期刊上的一项研究中，科学家们建议，这项技术可以加以扩展，以为物联网设备和传感器供电——只需使用它们用来相互通信的一小部分多余的射频信号。

　　整流天线会接收无线网络、蓝牙等射频信号或不同波长的光中的电磁波，通过天线将其以交流电捕获，随后再通过整流电路转换为直流电。

　　人们早就知道，整流天线可以用来产生低水平的电力。自20世纪60年代以来，研究人员已经通过无线供电模型车和类似试验验证了这一点。例如在1964年，武器制造商雷神公司在电视广播中展示了一种由微波驱动的遥控直升机。

　　但在这些试验中，动力以微波能量的形式直接传送给设备。环境中的射频信号要弱得多，而且不会直接传给设备。

　　为了利用无线网络和蓝牙产生的非常微弱的环境信号，研究人员转向了量子研究中一个相对不起眼的领域。

　　它被称为“自旋电子学”，研究电子的量子自旋及其与磁场的关系。研究人员在演示中利用了磁隧道结(MTJ)的特性。MTJ是由夹在两个磁层之间的非常薄的绝缘材料层构成的组件。MTJ最常用于硬盘驱动器，并已用于其他类型的计算内存。

　　射频信号可以对MTJ施加影响，在这过程中信号的电流会影响有关结构内电子的自旋。这可以用来产生电力。

　　该团队制造了一系列由MTJ形成的纳米级“自旋整流器”，对常见环境中电磁信号的频率敏感，如无线网络(2.4千兆赫频率)，4G网络(2.3千兆赫至2.6千兆赫)和5G网络(3.5千兆赫)。

　　在证明了组件本身的有效性之后，研究人员创建了一个自旋整流器阵列，该阵列可以为市售温度传感器供电。

　　该研究小组希望，未来可以通过这种方法减少传感器和其他小型设备对电池的依赖和自身的能耗，来降低无线网络运行的碳成本。（编译/朱捷）