準靜態超材料 或可讓遠程無線充電技術實現突破

材料牛注：無線充電技術在不久的將來有望實成為現實。來自巴塞羅那自治大學的那就團隊在兩個獨立的回路之間實現了電能的傳遞。這就使得現有無線充電設備可以大大簡化。

巴塞羅那自治大學的研究人員研發出一種體系，可以在兩個獨立的回路之間傳遞電能。這個體系是由一個扇貝狀的超材料組成，它能將電場集中加強，從而可以高效率地傳遞能量，為移動設備進行無線充電。該項研究被刊登在Advanced materials雜志上。

移動設備的無線充電技術是未來科技的一個里程碑。通過使用基座，一些移動設備已經實現了無線充電。下一步的發展目標是，在沒有這些基座的情況下仍能進行無線充電。

來自巴塞羅那自治大學物理學院的研究小組研究出了一種體系，在兩個獨立回路之間可以有效地傳輸電能，這都歸功于“超材料”的使用。這個體系現在仍然處于試驗階段，但其一旦被完善，就可以立馬應用于移動設備，實現遠距離的無線充電。

現有的無線設備通過電磁感應來充電，一個特殊的、與設備相匹配的外殼被套在設備上，充電機座與插座相連。設備被放置在基座上，基座產生電磁場從而在特殊外殼中激發電流，此時不通過充電線，設備就被充好了電。如果設備與基座分離，能量的傳輸效率就會大大降低而無法進行充電。

通過使用“超材料”，研究人員在實驗室中將能量傳輸效率提升了35倍。研究負責人àlvar Sánchez解釋說：“對于這項技術其實還有很大的提升空間，因為從理論上講，如果在條件和試驗設計都非常理想的情況下，傳輸效率仍然可以得到提升。”

文章的第一作者Jordi Prat說：“將這兩個回路一同放在‘超物質’扇貝結構中，和將其靠近得到的效果是相同的，就如同在這兩個回路之間的空間消逝了一般。”

此外，用來構建該體系的材料——銅和鐵氧體的取材非常便捷。在試驗初期，為了將靜磁場集中增強，使用了“超導超材料”，但這對于日常使用的移動設備而言是不可行的。Navau說：“相反，低頻率的電磁波（即用來在兩個回路之間傳遞能量的波）只需要傳統導體和鐵磁體。”

感謝材料人編輯部尉谷雨提供素材。

本文參考地址：Distance wireless charging enhanced by magnetic metamaterials

論文地址：Quasistatic Metamaterials: Magnetic Coupling Enhancement by Effective Space Cancellation