Fundamentalni proboj u dizajnu rastezljivih induktora koji su postigli istraživači sa Univerziteta nauke i tehnologije u Kini bavi se ključnom barijerom u pametnim nosivim uređajima: održavanjem konzistentnih induktivnih performansi tokom kretanja. Objavljen u časopisu Materials Today Physics, njihov rad uspostavlja odnos stranica (AR) kao odlučujući parametar za kontrolu induktivnog odziva na mehaničko naprezanje.
Optimizacijom AR vrijednosti, tim je konstruisao planarne zavojnice koje postižu gotovo nepromjenjivost naprezanja, pokazujući promjenu induktivnosti manju od 1% pri izduženju od 50%. Ova stabilnost omogućava pouzdan bežični prijenos energije (WPT) i NFC komunikaciju u dinamičkim nosivim aplikacijama. Istovremeno, konfiguracije s visokim AR-om (AR>10) funkcioniraju kao ultraosjetljivi senzori naprezanja s rezolucijom od 0,01%, idealni za precizno fiziološko praćenje.
Ostvarena funkcionalnost dvostrukog načina rada:
1. Beskompromisna snaga i podaci: Zavojnice s niskim AR otporom (AR=1,2) pokazuju izuzetnu stabilnost, ograničavajući frekventno pomicanje u LC oscilatorima na samo 0,3% pod 50% naprezanja – što značajno nadmašuje konvencionalne dizajne. Ovo osigurava konzistentnu WPT efikasnost (>85% na udaljenosti od 3 cm) i robusne NFC signale (fluktuacija <2 dB), što je ključno za medicinske implantate i uvijek povezane nosive uređaje.
2. Kliničko detektovanje: Zavojnice visokog AR dometa (AR=10,5) služe kao precizni senzori s minimalnom unakrsnom osjetljivošću na temperaturu (25-45°C) ili pritisak. Integrirani nizovi omogućavaju praćenje složene biomehanike u stvarnom vremenu, uključujući kinematiku prstiju, silu stiska (rezolucija 0,1N) i rano otkrivanje patoloških tremora (npr. Parkinsonova bolest na 4-7Hz).
Integracija sistema i uticaj:
Ovi programabilni induktori rješavaju historijski problem kompromisa između stabilnosti i osjetljivosti u rastezljivoj elektronici. Njihova sinergija s minijaturiziranim Qi-standardnim modulima za bežično punjenje i naprednom zaštitom strujnih kola (npr. resetabilni osigurači, eFuse integrirana kola) optimizira efikasnost (>75%) i sigurnost u nosivim punjačima s ograničenim prostorom. Ovaj AR-vođeni okvir pruža univerzalnu metodologiju dizajna za ugradnju robusnih induktivnih sistema u elastične podloge.
Put naprijed:
U kombinaciji s novim tehnologijama poput intrinzično rastezljivih triboelektričnih nanogeneratora, ove zavojnice ubrzavaju razvoj samonapajajućih, medicinskih nosivih uređaja. Takve platforme obećavaju kontinuirano, visokoprecizno fiziološko praćenje u kombinaciji s nepokolebljivom bežičnom komunikacijom – eliminirajući ovisnost o krutim komponentama. Rokovi implementacije naprednih pametnih tekstila, AR/VR interfejsa i sistema za upravljanje hroničnim bolestima znatno su skraćeni.
„Ovaj rad prebacuje nosivu elektroniku iz kompromisa u sinergiju“, izjavio je glavni istraživač. „Sada istovremeno postižemo senzore laboratorijskog nivoa i pouzdanost vojnog nivoa na platformama koje se zaista prilagođavaju koži.“
Vrijeme objave: 26. juni 2025.