Thu hoạch năng lượng, một công nghệ thân thiện với môi trường, vượt ra ngoài năng lượng mặt trời và năng lượng gió trong việc tạo ra điện từ năng lượng không được sử dụng hoặc loại bỏ trong cuộc sống hàng ngày, bao gồm cả các rung động tạo ra khi động cơ ô tô hoặc tàu hỏa chạy qua. Nghiên cứu hấp dẫn gần đây nhằm mục đích nâng cao hiệu quả thu năng lượng bằng cách sử dụng một loại siêu bề mặt mới có thể được cấu hình lại, giống như việc lắp ráp các viên gạch LEGO.
( a ) Sơ đồ siêu bề mặt đàn hồi có thể cấu hình lại dựa trên chùm tia Timoshenko-Ehrenfest (TREM) để xử lý sóng đa chức năng (phản xạ toàn phần, tự gia tốc, lấy nét sóng và khúc xạ dị thường). (b) Hình ảnh đế cho (c) các bộ phận lắp ráp được thiết kế dựa trên lý thuyết chùm tia Timoshenko-Ehrenfest. (d) TREM được lắp ráp trên tấm đế, với mỗi thành phần được cấu hình để điều khiển độ dịch pha riêng lẻ ψ. Tín dụng: POSTECH
Một nhóm nghiên cứu hợp tác đã phát triển một siêu bề mặt đàn hồi đa chức năng có thể được cấu hình tự do bằng cách gắn và tháo các bộ phận cho các ứng dụng thực tế. Nghiên cứu này xuất hiện trong Khoa học nâng cao .
Siêu vật liệu là những cấu trúc được thiết kế nhân tạo nhằm khai thác mối quan hệ giữa các bước sóng để điều khiển năng lượng sóng như ánh sáng, độ rung và âm thanh. Khai thác khả năng thu năng lượng này cho phép thu thập sóng đàn hồi trong các thành phần áp điện, từ đó tăng hiệu quả sản xuất điện. Tuy nhiên, những hạn chế trong phân tích lý thuyết về các chùm cấu thành siêu vật liệu giới hạn hoạt động của chúng ở một tần số duy nhất và hạn chế tiện ích của chúng cho các mục đích cụ thể, đặt ra thách thức cho ứng dụng thực tế của chúng trong các cấu trúc thực.
Nhóm nghiên cứu đã khắc phục những hạn chế này bằng cách sử dụng lý thuyết chùm tia Timoshenko–Ehrenfest thay vì lý thuyết chùm tia Euler-Bernoulli truyền thống. Điều phân biệt cái trước là việc xem xét các đặc tính cơ bản của độ đàn hồi, bao gồm biến dạng cắt và hiệu ứng quán tính quay của chùm tia. Nghiên cứu này đánh dấu ứng dụng đầu tiên của lý thuyết này vào nghiên cứu siêu vật liệu đàn hồi.
Các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc giải thích và mô hình hóa các siêu vật liệu đàn hồi để điều chế pha của sóng đàn hồi bằng lý thuyết chùm tia Timoshenko–Ehrenfest. Hơn nữa, họ đã chế tạo một loại siêu bề mặt đàn hồi có thể cấu hình lại dựa trên chùm tia Timoshenko–Ehrenfest (TREM) mới có khả năng gắn và tách nhiều cấu trúc. TREM có thể tái tạo lại bề mặt của nó tùy thuộc vào ứng dụng của nó, cho phép kiểm soát các hiện tượng sóng khác nhau như khúc xạ sóng dị thường, tập trung sóng, truyền sóng tự tăng tốc và phản xạ sóng tổng trên một dải tần số rộng.
Đáng chú ý, TREM của nhóm đã chứng minh tính hiệu quả vượt trội trong việc thu năng lượng sóng đàn hồi, tăng cường công suất điện đầu ra của các bộ phận áp điện lên tới 8 lần. Điều này làm nổi bật giá trị của nó như một hệ thống thu năng lượng áp điện.
Giáo sư Junsuk Rho từ Khoa Cơ khí, Kỹ thuật Hóa học và Kỹ thuật Điện và nghiên cứu sinh Tiến sĩ/MS Geon Lee từ Khoa Kỹ thuật Cơ khí, Đại học Khoa học và Công nghệ Pohang (POSTECH) đã tham gia cùng Giáo sư Miso Kim từ Trường Kỹ thuật Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu Tiên tiến tại Đại học Sungkyunkwan (SKKU) để hợp tác thực hiện dự án này.
Giáo sư Rho cho biết: "Tôi tin rằng siêu bề mặt mới được phát triển của chúng tôi, được thiết kế để hoạt động trên các dải tần số rộng và đa chức năng, sẽ chứng tỏ giá trị vô giá trong việc thu năng lượng, đặc biệt là trong việc sử dụng năng lượng xung quanh một cách thân thiện với môi trường. Công nghệ này cùng với các ứng dụng của nó trong giám sát sức khỏe cấu trúc, cảm biến không dây và Internet vạn vật, có tiềm năng to lớn cho những đóng góp đáng kể trên nhiều lĩnh vực khác nhau."
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
