Радиоволны, пронизывающие окружающую среду, от микроволновых печей до соединений Wi-Fi, являются не только сигналами потребляемой энергии, но и сами являются источниками энергии. Международная группа исследователей во главе с Хуанью «Ларри» Ченгом, профессором по развитию карьеры Дороти Квиггл, разработала способ сбора энергии радиоволн для питания носимых устройств.

По словам Ченга, нынешние источники энергии для носимых устройств имеют свое место в питании сенсорных устройств, но у каждого из них есть свои недостатки. Например, солнечная энергия может собирать энергию только при воздействии солнца. Трибоэлектрическое устройство с автономным питанием может собирать энергию только тогда, когда тело находится в движении.

«Мы не хотим заменять ни один из этих нынешних источников энергии», - сказал Ченг. «Мы пытаемся обеспечить дополнительную постоянную энергию».

Исследователи разработали растягиваемую широкополосную дипольную антенную систему, способную передавать по беспроводной сети данные, которые собираются с датчиков мониторинга. Система состоит из двух растягиваемых металлических антенн, интегрированных в проводящий графеновый материал с металлическим покрытием. Широкополосная конструкция системы позволяет ей сохранять свои частотные функции даже при растяжении, изгибе и скручивании. 

Затем эту систему подключают к растягиваемой выпрямительной схеме, создавая выпрямленную антенну или «ректенну», способную преобразовывать энергию электромагнитных волн в электричество. Это электричество, которое можно использовать для питания беспроводных устройств или для зарядки устройств хранения энергии, таких как батареи и суперконденсаторы.

Эта ректенна может преобразовывать радио или электромагнитные волны из окружающей среды в энергию для питания сенсорных модулей на устройстве, которые отслеживают температуру, гидратацию и пульсирующий уровень кислорода. По сравнению с другими источниками, вырабатывается меньше энергии, но система может вырабатывать энергию непрерывно, что, по словам Ченга, является значительным преимуществом.

«Мы используем энергию, которая уже окружает нас - радиоволны», - сказал Ченг. «Если мы не используем эту энергию из окружающей среды, она просто тратится впустую. Мы можем собрать эту энергию и преобразовать ее в энергию».