Temeljni proboj u dizajnu rastezljivih induktora koji su postigli istraživači sa Sveučilišta znanosti i tehnologije u Kini rješava kritičnu prepreku u pametnim nosivim uređajima: održavanje dosljednih induktivnih performansi tijekom kretanja. Objavljen u časopisu Materials Today Physics, njihov rad utvrđuje omjer stranica (AR) kao odlučujući parametar za kontrolu induktivnog odziva na mehaničko naprezanje.
Optimizacijom AR vrijednosti, tim je konstruirao planarne zavojnice koje postižu gotovo nepromjenjivost naprezanja, pokazujući promjenu induktiviteta manju od 1% pri elongaciji od 50%. Ova stabilnost omogućuje pouzdan bežični prijenos energije (WPT) i NFC komunikaciju u dinamičkim nosivim primjenama. 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 iznimnu stabilnost, ograničavajući frekvencijski pomak u LC oscilatorima na samo 0,3% pod 50% naprezanja – što značajno nadmašuje konvencionalne dizajne. To osigurava konzistentnu učinkovitost WPT-a (>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. Klinička osjetljivost: Zavojnice visokog AR-a (AR=10,5) služe kao precizni senzori s minimalnom unakrsnom osjetljivošću na temperaturu (25-45 °C) ili tlak. Integrirani nizovi omogućuju praćenje složene biomehanike u stvarnom vremenu, uključujući kinematiku prstiju, silu stiska (rezolucija 0,1 N) i rano otkrivanje patoloških tremora (npr. Parkinsonova bolest na 4-7 Hz).
Integracija i utjecaj sustava:
Ovi programabilni induktori rješavaju povijesni kompromis između stabilnosti i osjetljivosti u rastezljivoj elektronici. Njihova sinergija s minijaturiziranim Qi-standardnim modulima za bežično punjenje i naprednom zaštitom krugova (npr. resetabilni osigurači, eFuse integrirani sklopovi) optimizira učinkovitost (>75%) i sigurnost u nosivim punjačima s ograničenim prostorom. Ovaj AR-vođeni okvir pruža univerzalnu metodologiju dizajna za ugradnju robusnih induktivnih sustava 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, visokokvalitetno fiziološko praćenje u kombinaciji s nepokolebljivom bežičnom komunikacijom – uklanjajući ovisnost o krutim komponentama. Rokovi implementacije naprednih pametnih tekstila, AR/VR sučelja i sustava za upravljanje kroničnim bolestima znatno su skraćeni.
„Ovaj rad mijenja nosivu elektroniku od kompromisa do sinergije“, izjavio je glavni istraživač. „Sada istovremeno postižemo senzore laboratorijske razine i pouzdanost vojne razine na platformama koje se doista prilagođavaju koži.“
Vrijeme objave: 26. lipnja 2025.