Bateria rozładowana w połowie dnia, wieczne szukanie gniazdka, kable wszędzie — co jeśli to wszystko można by wyrzucić? Odkrycie fizyków z Australii i Singapuru wskazuje kierunek, który może zmienić elektronikę na zawsze.
Każdy użytkownik smartfona zna ten moment: 15 procent baterii, brak ładowarki, ważne spotkanie za godzinę. Bateria to od dekad jedno z największych ograniczeń elektroniki — ciężka, skończona, wymagająca ładowania i wymianę co kilka lat. Naukowcy od dawna szukają alternatywy. Teraz zrobili krok, który może okazać się przełomowy.
Międzynarodowy zespół badawczy pod kierownictwem prof. Dongchena Qi z Uniwersytetu Technologicznego Queensland oraz prof. Xiao Renshawa Wanga z Uniwersytetu Technologicznego Nanyang w Singapurze ogłosił wyniki badań nad zjawiskiem zwanym nieliniowym efektem Halla — i otworzył drzwi do świata urządzeń zasilanych bez baterii.
Czym jest nieliniowy efekt Halla?
Klasyczny efekt Halla jest w elektronice dobrze znany i szeroko stosowany — odpowiada m.in. za czujniki w joystickach konsol do gier, klawiatury magnetyczne oraz czujniki w układach ABS samochodów. Polega na powstawaniu napięcia elektrycznego w przewodniku umieszczonym w polu magnetycznym.
Nieliniowy efekt Halla, w skrócie NLHE, jest czymś znacznie bardziej niezwykłym. Jak wyjaśnia prof. Qi:
— NLHE to zaawansowane zjawisko kwantowe w fizyce materii skondensowanej, w którym napięcie elektryczne powstaje prostopadle do przyłożonego prądu przemiennego nawet przy braku pola magnetycznego.
Innymi słowy: materiał sam z siebie przekształca zmienne sygnały elektryczne — takie jak fale z transmisji bezprzewodowych czy inne energie obecne w otoczeniu — w użyteczny prąd stały. Bez diod, bez dużych komponentów, bez baterii.
Energia z powietrza
To, co brzmi jak science fiction, ma solidne podstawy fizyczne. Sygnały bezprzewodowe otaczają nas wszędzie — Wi-Fi, Bluetooth, sieci komórkowe. Do tej pory były one praktycznie niedostępne jako źródło zasilania dla małych urządzeń. NLHE może to zmienić.
Prof. Qi ujął to wprost:
— Efekt ten pozwala przekształcać sygnały zmienne bezpośrednio w prąd stały, który jest niezbędny do zasilania urządzeń elektronicznych. Teoretycznie oznacza to możliwość stworzenia czujników lub układów scalonych działających bez baterii i czerpiących energię z otoczenia.
Stabilność w temperaturze pokojowej — kluczowy przełom
Dotychczasowym problemem wielu technologii kwantowych była ich wrażliwość na temperaturę — działały wyłącznie w warunkach ekstremalnie niskich temperatur, nieosiągalnych poza laboratorium.
Wyniki badań australijsko-singapurskiego zespołu przyniosły pod tym względem dobrą wiadomość: nieliniowy efekt Halla pozostaje stabilny w temperaturze pokojowej. To zasadnicza różnica między ciekawostką naukową a technologią, którą można zbudować i używać w prawdziwym świecie.
Źródło: cyfrowa.rp.pl
