Спустя более чем 100 лет после того, как Никола Тесла выдвинул идею беспроводной передачи энергии, широкое распространение мобильных электронных устройств снова вызвало интерес к этой возможности.
Ученые из Университета Дюка в Дареме и Лабораторий MERL (Mitsubishi Electric Research Laboratories) в Кембридже предложили способ повысить эффективность систем беспроводной передачи энергии с помощью линз, изготовленных из искусственных материалов нового класса.
Изменяющийся электрический ток, проходящий через проводник, порождает магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует напряжение на вторичной обмотке цепи. Это электромагнитное явление, известное как индуктивная связь, уже используется для зарядки таких устройств как электрические зубные щетки и мобильные телефоны, а также недавно созданных экспериментальных систем, которые обеспечивают беспроводное питание ламп на расстоянии более 2 м. Если будет найден способ повысить коэффициент связи между катушками таких систем, эффективность передачи энергии увеличится. Группа исследователей из Университета Дюка и Лабораторий MERL пытается добиться этого с помощью суперлинз из метаматериалов (композиционных материалов с искусственно созданной периодической структурой).
 |
Суперлинзы обладают отрицательной магнитной проницаемостью, т.е. способностью изменять фокус магнитного поля, распространяемого от источника, находящегося по одну сторону от линз, к приемнику по другую сторону.
 |
По мнению ученых из Университета Дюка, использование метаматериалов позволит увеличить эффективность систем беспроводной передачи данных. Фото: David Schurig
Численное моделирование позволило установить, что суперлинзы из метаматериалов с отрицательной магнитной проницаемостью при определенных условиях способны увеличивать производительность системы даже с учетом потери части энергии при ее передаче.
Начав изучение возможности применения суперлинз в системах беспроводной передачи энергии, ученые работали с изотропными метаматериалами. В новом исследовании, опубликованном в издании Journal of Applied Physics, изучается применение материалов, обладающих магнитной анизотропией. Это значит, что в этих метаматериалах магнитная проницаемость отрицательна в одном направлении, но положительна во всех других. Полученные результаты позволяют предположить, что ярко выраженная магнитная анизотропия суперлинз в дальнейшем поможет улучшить характеристики системы за счет уменьшения их толщины и ширины.
Это явление, возможно, позволит магнитным системам левитации увеличить массу поднимаемых объектов на порядок при использовании такого же количества электроэнергии.
Источник: ScienceDaily
Читайте также:
Завершена разработка стандарта беспроводной зарядки для телефонов
На шаг ближе к невидимоcти
Прорыв в нанофотонике видимого спектра: первые схемы