Semnalele radio irosite pot fi convertite în electricitate cu ajutorul unui nou tip de antenă, care își are rădăcinile în modul în care se comportă electronii la nivel cuantic. Dispozitivele mici, cum ar fi senzorii de lumină sau componentele de rețea, ar putea în curând să obțină energie din semnalele Wi-Fi și Bluetooth din mediul înconjurător, folosind o nouă componentă sofisticată care poate transforma chiar și cele mai slabe unde electromagnetice în electricitate.

Cercetătorii au creat o „rectenna” sau antenă redresoare extrem de sensibilă, o componentă care exploatează ciudățeniile fizicii cuantice pentru a converti eficient energia electromagnetică în curent electric continuu (DC). Cercetătorii au folosit această abordare nouă de captare a electronilor pentru a alimenta un termometru comercial.

Într-un studiu publicat la 24 iulie în revista Nature Electronics, oamenii de știință au sugerat că această tehnologie ar putea fi extinsă pentru a alimenta dispozitivele și senzorii Internet of Things (IoT) folosind o mică parte din excesul de semnale de radiofrecvență (RF) pe care le folosesc pentru a comunica între ele.

Semnalele Wi-Fi și Bluetooth, într-un alt mod

Rectenele recepționează unde electromagnetice, cum se găsesc în semnale de radiofrecvență (RF) precum Wi-Fi și Bluetooth, sau diferite lungimi de undă ale luminii, și le captează sub formă de curent electric alternativ (AC) prin intermediul antenei. Dispozitivul convertește apoi acest curent în curent continuu prin intermediul circuitului redresor.

Se știe de mult timp că antenele redresoare pot fi utilizate pentru a genera niveluri scăzute de electricitate; cercetătorii au demonstrat acest lucru prin alimentarea fără fir a modelelor de vehicule și prin experimente similare încă din anii 1960. De exemplu, în 1964, producătorul de arme Raytheon a difuzat o emisiune de televiziune în care a prezentat un elicopter telecomandat alimentat de microunde.

Dar în aceste cazuri, energia a fost transmisă direct la dispozitiv sub formă de microunde. Semnalele RF ambientale sunt mult mai slabe și nu sunt îndreptate direct către dispozitive. în lucrare, cercetătorii au afirmat că semnalele RF ambientale pot înregistra mult sub minus 20 decibeli-milliwatți, o unitate de măsură utilizată pentru a exprima puterea semnalului. Pentru a pune lucrurile în perspectivă, un smartphone obișnuit transmite semnale la 27 dBm, în timp ce un cuptor cu microunde funcționează la 60 dBm.

Pentru a valorifica semnalele ambientale foarte slabe produse de rețelele Wi-Fi și Bluetooth, cercetătorii au apelat la un colț relativ obscur al cercetării cuantice.

Cunoscută sub numele de „spintronică”, aceasta studiază spinul cuantic al electronilor și modul în care acesta se raportează la câmpurile magnetice. Pentru demonstrația lor, cercetătorii s-au bazat pe proprietățile joncțiunilor magnetice tunel (MTJ), o componentă formată dintr-un strat foarte subțire de material izolant intercalat între două straturi magnetice. MTJ-urile sunt cel mai frecvent utilizate în unitățile de hard disk și au fost utilizate în alte tipuri de memorii de calcul, notează Live Science.