Un avenç fonamental en el disseny d'inductors estirables realitzat per investigadors de la Universitat de Ciència i Tecnologia de la Xina aborda una barrera crítica en els dispositius intel·ligents portables: mantenir un rendiment inductiu constant durant el moviment. Publicat a Materials Today Physics, el seu treball estableix la relació d'aspecte (AR) com el paràmetre decisiu per controlar la resposta inductiva a la tensió mecànica.
En optimitzar els valors d'AR, l'equip va dissenyar bobines planars que aconsegueixen una invariància de deformació gairebé idèntica, demostrant un canvi d'inductància inferior a l'1% per sota d'un allargament del 50%. Aquesta estabilitat permet una transferència de potència sense fil (WPT) i una comunicació NFC fiables en aplicacions dinàmiques de dispositius portables. Simultàniament, les configuracions d'alta AR (AR>10) funcionen com a sensors de deformació ultrasensibles amb una resolució del 0,01%, ideals per a la monitorització fisiològica de precisió.
Funcionalitat de mode dual realitzada:
1. Potència i dades sense compromisos: les bobines de baixa AR (AR=1.2) presenten una estabilitat excepcional, limitant la deriva de freqüència en els oscil·ladors LC a només el 0,3% sota una tensió del 50%, superant significativament els dissenys convencionals. Això garanteix una eficiència WPT constant (>85% a una distància de 3 cm) i senyals NFC robustos (fluctuació <2dB), fonamentals per a implants mèdics i dispositius portables sempre connectats.
2. Detecció de grau clínic: Les bobines d'alta sensibilitat AR (AR = 10,5) serveixen com a sensors de precisió amb una mínima sensibilitat creuada a la temperatura (25-45 °C) o a la pressió. Les matrius integrades permeten el seguiment en temps real de la biomecànica complexa, inclosa la cinemàtica dels dits, la força d'agafada (resolució de 0,1 N) i la detecció precoç de tremolors patològics (per exemple, la malaltia de Parkinson a 4-7 Hz).
Integració i impacte del sistema:
Aquests inductors programables resolen el compromís històric entre estabilitat i sensibilitat en l'electrònica extensible. La seva sinergia amb mòduls de càrrega sense fils miniaturitzats amb estàndard Qi i una protecció de circuits avançada (per exemple, fusibles reiniciables, circuits integrats eFuse) optimitza l'eficiència (>75%) i la seguretat en carregadors portàtils amb restriccions d'espai. Aquest marc de treball basat en realitat augmentada proporciona una metodologia de disseny universal per integrar sistemes inductius robustos en substrats elàstics.
Camí a seguir:
Combinades amb tecnologies emergents com els nanogeneradors triboelèctrics intrínsecament estirables, aquestes bobines acceleren el desenvolupament de dispositius portables autoalimentats i de grau mèdic. Aquestes plataformes prometen un monitoratge fisiològic continu i d'alta fidelitat juntament amb una comunicació sense fil inquebrantable, eliminant la dependència de components rígids. Els terminis de desplegament per a tèxtils intel·ligents avançats, interfícies AR/VR i sistemes de gestió de malalties cròniques s'escurcen substancialment.
"Aquest treball fa que l'electrònica portable passi del compromís a la sinergia", va afirmar l'investigador principal. "Ara aconseguim simultàniament detecció de nivell de laboratori i fiabilitat de nivell militar en plataformes realment adaptables a la pell".
Data de publicació: 26 de juny de 2025