Фундаментални пробој у дизајну растегљивих индукторских калупова које су постигли истраживачи са Универзитета за науку и технологију Кине бави се критичном препреком у паметним носивим уређајима: одржавањем конзистентних индуктивних перформанси током кретања. Објављен у часопису Materials Today Physics, њихов рад утврђује однос ширине и висине (AR) као одлучујући параметар за контролу индуктивног одговора на механичко напрезање.
Оптимизацијом AR вредности, тим је пројектовао планарне калемове који постижу скоро инваријантност напрезања, демонстрирајући промену индуктивности мању од 1% при издужењу од 50%. Ова стабилност омогућава поуздан бежични пренос снаге (WPT) и NFC комуникацију у динамичким апликацијама за ношење. Истовремено, конфигурације са високим AR (AR>10) функционишу као ултра-осетљиви сензори напрезања са резолуцијом од 0,01%, идеални за прецизно физиолошко праћење.
Реализована функционалност двоструког режима:
1. Бескомпромисна снага и подаци: Калемови са ниским AR (AR=1,2) показују изузетну стабилност, ограничавајући фреквентно померање у LC осцилаторима на само 0,3% под напрезањем од 50% – значајно надмашујући конвенционалне дизајне. Ово обезбеђује конзистентну WPT ефикасност (>85% на удаљености од 3 цм) и робусне NFC сигнале (флуктуација <2 dB), што је кључно за медицинске имплантате и увек повезане носиве уређаје.
2. Сензори клиничког нивоа: Завојнице са високим AR притиском (AR=10,5) служе као прецизни сензори са минималном унакрсном осетљивошћу на температуру (25-45°C) или притисак. Интегрисани низови омогућавају праћење сложене биомеханике у реалном времену, укључујући кинематику прстију, силу стиска (резолуција 0,1N) и рано откривање патолошких тремора (нпр. Паркинсонова болест на 4-7Hz).
Системска интеграција и утицај:
Ови програмабилни индуктори решавају историјски компромис између стабилности и осетљивости у растегљивој електроници. Њихова синергија са минијатуризованим Qi-стандардним модулима за бежично пуњење и напредном заштитом кола (нпр. ресетујући осигурачи, eFuse интегрисана кола) оптимизује ефикасност (>75%) и безбедност у пуњачима за ношење у ограниченом простору. Овај оквир вођен проширеном стварношћу пружа универзалну методологију дизајна за уграђивање робусних индуктивних система у еластичне подлоге.
Пут напред:
У комбинацији са новим технологијама попут интринзично растегљивих трибоелектричних наногенератора, ове завојнице убрзавају развој самостално напајаних носивих уређаја медицинског квалитета. Такве платформе обећавају континуирано, висококвалитетно физиолошко праћење заједно са непоколебљивом бежичном комуникацијом – елиминишући зависност од крутих компоненти. Рокови имплементације напредних паметних текстила, AR/VR интерфејса и система за управљање хроничним болестима су знатно скраћени.
„Овај рад претвара носиву електронику из компромиса у синергију“, изјавио је водећи истраживач. „Сада истовремено постижемо сензоре лабораторијског нивоа и поузданост војног нивоа на платформама које се заиста прилагођавају кожи.“
Време објаве: 26. јун 2025.