Zásadný prielom v dizajne roztiahnuteľných induktorov, ktorý dosiahli výskumníci z Univerzity vedy a techniky v Číne, rieši kritickú bariéru v oblasti inteligentných nositeľných zariadení: udržiavanie konzistentného indukčného výkonu počas pohybu. Ich práca, publikovaná v časopise Materials Today Physics, stanovuje pomer strán (AR) ako rozhodujúci parameter pre riadenie indukčnej odozvy na mechanické namáhanie.
Optimalizáciou hodnôt AR tím navrhol planárne cievky, ktoré dosahujú takmer invariantnosť voči deformácii a vykazujú zmenu indukčnosti menšiu ako 1 % pri 50 % predĺžení. Táto stabilita umožňuje spoľahlivý bezdrôtový prenos energie (WPT) a komunikáciu NFC v dynamických nositeľných aplikáciách. Súčasne konfigurácie s vysokým AR (AR> 10) fungujú ako ultracitlivé senzory deformácie s rozlíšením 0,01 %, čo je ideálne pre presné fyziologické monitorovanie.
Realizovaná duálna funkcionalita:
1. Nekompromisný výkon a dáta: Cievky s nízkym AR (AR=1,2) vykazujú výnimočnú stabilitu, obmedzujú frekvenčný drift v LC oscilátoroch na iba 0,3 % pri 50 % zaťažení – čo výrazne prekonáva konvenčné konštrukcie. To zaisťuje konzistentnú účinnosť WPT (> 85 % vo vzdialenosti 3 cm) a robustné signály NFC (fluktuácia < 2 dB), čo je kľúčové pre lekárske implantáty a nositeľné zariadenia s neustálym pripojením.
2. Snímanie klinickej triedy: Cievky s vysokým AR (AR = 10,5) slúžia ako presné senzory s minimálnou krížovou citlivosťou na teplotu (25 – 45 °C) alebo tlak. Integrované polia umožňujú sledovanie komplexnej biomechaniky v reálnom čase vrátane kinematiky prstov, sily úchopu (rozlíšenie 0,1 N) a včasnej detekcie patologických trasov (napr. Parkinsonova choroba pri 4 – 7 Hz).
Systémová integrácia a vplyv:
Tieto programovateľné induktory riešia historický kompromis medzi stabilitou a citlivosťou v roztiahnuteľnej elektronike. Ich synergia s miniaturizovanými modulmi bezdrôtového nabíjania štandardu Qi a pokročilou ochranou obvodov (napr. resetovateľné poistky, integrované obvody eFuse) optimalizuje účinnosť (> 75 %) a bezpečnosť v priestorovo obmedzených nositeľných nabíjačkách. Tento rámec riadený rozšírenou realitou poskytuje univerzálnu metodiku návrhu pre vkladanie robustných indukčných systémov do elastických substrátov.
Cesta vpred:
V kombinácii s novými technológiami, ako sú vnútorne roztiahnuteľné triboelektrické nanogenerátory, tieto cievky urýchľujú vývoj samonapájacích nositeľných zariadení medicínskej triedy. Takéto platformy sľubujú nepretržité, vysoko presné fyziologické monitorovanie spojené s neochvejnou bezdrôtovou komunikáciou – čím sa eliminuje závislosť od pevných komponentov. Časové harmonogramy nasadenia pokročilých inteligentných textílií, rozhraní AR/VR a systémov na manažment chronických ochorení sa výrazne skracujú.
„Táto práca premieňa nositeľnú elektroniku od kompromisu k synergii,“ uviedol vedúci výskumník. „Teraz súčasne dosahujeme snímanie na laboratórnej úrovni a spoľahlivosť na vojenskej úrovni v platformách, ktoré sa skutočne prispôsobujú pokožke.“
Čas uverejnenia: 26. júna 2025