پیشرفت علمی جدید راه را برای دستگاههای بدون باتری هموار میکند
یک تیم تحقیقاتی بینالمللی از دستیابی به پیشرفتی علمی خبر داده است که میتواند تحول قابل توجهی در دنیای الکترونیک ایجاد کند؛ پیشرفتی که امکان تولید انرژی الکتریکی بدون نیاز به باتری را فراهم میکند.
در این پژوهش که به سرپرستی پروفسور دونگتشن چی از دانشگاه فناوری کوئینزلند و با همکاری پروفسور شیاو رینشو وانگ از دانشگاه فناوری نانیانگ سنگاپور انجام شده، محققان موفق شدند روشی برای کنترل یک پدیده کوانتومی غیرمتعارف پیدا کنند. این پدیده که با عنوان «اثر هول غیرخطی» شناخته میشود، یکی از مفاهیم پیشرفته در فیزیک ماده چگال به شمار میرود.
بر اساس نتایج این مطالعه، نقصهای بسیار ریز و ارتعاشات داخلی در مواد کوانتومی میتوانند بهگونهای مدیریت شوند که این اثر را فعال کنند. برخلاف «اثر هول» کلاسیک، این پدیده قادر است سیگنالهای الکتریکی متناوب، مانند امواج رادیویی یا انرژیهای محیطی، را بهطور مستقیم به جریان الکتریکی مستقیم تبدیل کند.
این ویژگی به معنای حذف نیاز به اجزای الکترونیکی اضافی مانند دیودها یا مدارهای پیچیده است و میتواند مسیر را برای ساخت دستگاههایی کوچکتر، سادهتر و کارآمدتر هموار کند.
پروفسور چی در توضیح این دستاورد گفت که در این پدیده، ولتاژ الکتریکی عمود بر جریان متناوب حتی در نبود میدان مغناطیسی تولید میشود؛ قابلیتی که امکان تبدیل مستقیم انرژیهای محیطی به برق قابل استفاده را فراهم میکند.
به گفته او، این یافته از نظر تئوریک میتواند به توسعه حسگرها و تراشههایی منجر شود که بدون باتری و تنها با استفاده از انرژی محیط کار میکنند؛ موضوعی که میتواند نقش مهمی در پیشرفت فناوریهای اینترنت اشیا و ابزارهای پوشیدنی ایفا کند.
در جریان این تحقیق، دانشمندان یک ماده توپولوژیک با کیفیت بالا را بررسی کردند که بهدلیل ویژگیهای الکترونیکی خاص خود شناخته میشود. نتایج نشان داد که اثر هول غیرخطی در دمای اتاق نیز پایدار باقی میماند، مسئلهای که کاربرد عملی آن را تقویت میکند.
همچنین مشخص شد جهت و شدت ولتاژ تولیدشده به دما وابسته است. در دماهای پایین، نقصهای ساختاری ماده رفتار الکتریکی را کنترل میکنند، در حالی که در دماهای بالاتر، ارتعاشات شبکه بلوری نقش غالب را بر عهده میگیرند و حتی میتوانند جهت سیگنال را تغییر دهند.
نتایج این پژوهش در تاریخ ۲۴ فوریه ۲۰۲۶ در مجله علمی «نیوتن» منتشر شده است.
