Фундаментален пробив во дизајнот на растеглив индуктор од страна на истражувачите на Универзитетот за наука и технологија во Кина се справува со критична бариера кај паметните носиви уреди: одржување на конзистентни индуктивни перформанси за време на движење. Објавено во Materials Today Physics, нивната работа го воспоставува соодносот на ширина и висина (AR) како одлучувачки параметар за контрола на индуктивниот одговор на механичко оптоварување.
Со оптимизирање на AR вредностите, тимот конструираше планарни намотки кои постигнаа речиси инвариантност на деформацијата, демонстрирајќи промена на индуктивноста помала од 1% под 50% издолжување. Оваа стабилност овозможува сигурен безжичен пренос на енергија (WPT) и NFC комуникација во динамични апликации за носење. Истовремено, конфигурациите со висок AR (AR>10) функционираат како ултра-чувствителни сензори за деформација со резолуција од 0,01%, идеални за прецизно физиолошко следење.
Реализирана двојна функционалност:
1. Бескомпромисна моќност и податоци: Намотките со низок AR (AR=1,2) покажуваат исклучителна стабилност, ограничувајќи го фреквентното поместување кај LC осцилаторите на само 0,3% под 50% оптоварување - значително ги надминуваат конвенционалните дизајни. Ова обезбедува конзистентна WPT ефикасност (>85% на растојание од 3 см) и робусни NFC сигнали (<2dB флуктуација), што е клучно за медицински импланти и секогаш поврзани носиви уреди.
2. Сензори со клинички степен: Намотките со висок AR (AR=10,5) служат како прецизни сензори со минимална вкрстена чувствителност на температура (25-45°C) или притисок. Интегрираните низи овозможуваат следење во реално време на сложената биомеханика, вклучувајќи кинематика на прстите, сила на стисок (резолуција од 0,1N) и рано откривање на патолошки тремори (на пр., Паркинсонова болест на 4-7Hz).
Системска интеграција и влијание:
Овие програмабилни индуктори го решаваат историскиот компромис помеѓу стабилноста и чувствителноста кај растегливата електроника. Нивната синергија со минијатуризирани Qi-стандардни безжични модули за полнење и напредна заштита на кола (на пр., осигурувачи што може да се ресетираат, eFuse ICs) ја оптимизира ефикасноста (>75%) и безбедноста кај носивите полначи со ограничен простор. Оваа рамка управувана од AR обезбедува универзална методологија за дизајнирање за вградување на робусни индуктивни системи во еластични подлоги.
Пат напред:
Во комбинација со новите технологии како што се суштински растегливите трибоелектрични наногенератори, овие калеми го забрзуваат развојот на самонапојувани, медицински квалитетни носиви уреди. Ваквите платформи ветуваат континуирано, висококвалитетно физиолошко следење заедно со непоколеблива безжична комуникација - елиминирајќи ја зависноста од крути компоненти. Временските рокови за распоредување на напредни паметни текстили, AR/VR интерфејси и системи за управување со хронични болести се значително скратени.
„Оваа работа ја трансформира носливата електроника од компромис во синергија“, изјави водечкиот истражувач. „Сега истовремено постигнуваме сензорско мерење од лабораториски квалитет и сигурност од воен квалитет на платформи со вистински конформен изглед на кожата“.
Време на објавување: 26 јуни 2025 година