طوّر فريق بحثي من جامعة ماريلاند كوليغ بارك الأمريكية UMD، بالتعاون مع زميل في جامعة وزليان في ولاية كونيتيكت الأمريكية، تقنية جديدة لشحن الأجهزة الإلكترونية لاسلكياً من غرفة إلى أخرى، ومن مسافات بعيدة داخل المبنى.
وقال موقع Tech Explorist العلمي، اليوم الأحد، إن الشحن لاسلكياً من الشائع استخدامه في شحن الهواتف الذكية، وذلك من خلال وضعها في لوحة الشحن اللاسلكي فقط، حيث إن تقنية نقل طاقة لاسلكياً على مدى بعيد لا تزال قيد التطوير.
وتتمثل معظم طرق تطوير نقل الطاقة لاسلكياً لمسافات بعيدة، بتركيز الحزم الضيقة للطاقة وتوجيهها في الهدف المقصود، حيث حقق ذلك بعض النجاحات، ولكنها لا تزال غير فعالة، إذ إن تركيز الأشعة الكهرومغناطيسية التي تنتقل عبر الهواء يُعد أمراً مقلقاً.
ولحل ذلك، توصل الباحثون في جامعة ماريلاند كوليغ بارك الأمريكية UMD، وجامعة وزليان، إلى تقنية محسنة لتكنولوجيا نقل الطاقة اللاسلكية بعيدة المدى، من دون تركيز حزم الطاقة الضيقة الموجهة.
وينطوي مفهوم التقنية الجديدة على جهاز مضاد الليزر، حيث يمتص الشعاع بشكل متماسك ومثالي للعديد من الفوتونات المضبوطة بدقة، وهو نوع من الليزر الذي يسير معاكساً للزمن الفعلي.
وأظهر الباحثون أن هذا يسمح بتصميم جهاز ماص، لامتصاص مثالي ومتماسك خارج إطار عمل الليزر الأصلي والعاكس للزمن الفعلي.
وبدلاً من استخدام فرضية سير الحزم الموجهة على طول الخطوط المستقيمة في هدف الامتصاص، اختار الباحثون في تقنيتهم الجديدة، طريقة متاهة فوضوية وغير قابلة للإدارة ليتم تشغيلها في الاتجاه المعاكس للزمن.
وقال ستيفن أنلاغ، الباحث المشارك في الدراسة: ”أردنا أن نرى هذا التأثير في بيئة عامة تماما حيث لا توجد قيود، وأردنا نوعا من العشوائية، لجعل الامتصاص المثالي يحدث تحت تلك الظروف الصعبة“.
وأنشأ الباحثون جهاز مضاد ليزر، يمكنه استقبال الطاقة من مصدر أكثر انتشارا وشعاع أقل، بين متاهة من الأسلاك للموجات الكهرومغناطيسية لتنتقل عبرها، ثم استخدموا إشعاع موجات كهرومغناطيسية دقيقة ”ميكروويف“ لنقل الطاقة.
وتتكون المتاهة من مجموعة من الأسلاك والصناديق متصلة بطريقة عشوائية عمدا، حيث تمر موجات ”ميكروويف“ عبر هذه المتاهة وتتشابك.
وأرسل الفريق البحثي موجات ميكروويف مع ترددات ومدى ومراحل مختلفة في المتاهة، لقياس كيف تم تحويلها.
وبناءً على هذه القياسات، تمكن الباحثون من حساب خصائص إدخال موجات ”ميكروويف“ بالضبط، تنتج نقل طاقة مثالية إلى جهاز امتصاص الطاقة.
ووجد الباحثون أن إدخال موجات الميكروويف المختارة بشكل صحيح في المتاهة يمتص نسبة غير مسبوقة من الطاقة تبلغ 99.999٪.
وظهر هذا الامتصاص التام بشكل واضح، حيث يمكن تحقيقه حتى من دون ليزر يعمل عكس الوقت الفعلي.
ثم كرر الباحثون التجربة في صفيحة مجوفة من النحاس بمسافة عدة أقدام في كل اتجاه مع وجود ثقب في المنتصف.
وتم تصميم شكل الثقب بحيث يسمح لموجات الميكروويف أن ترتد حوله بطريقة فوضوية ولا يمكن التنبؤ بها.
ووضع الباحثون جهازا ممتصا للطاقة داخل التجويف، وأرسلوا موجات ميكروويف لترتد حول الفضاء المفتوح بالداخل.
وكانوا قادرين على العثور على ظروف إدخال موجات ميكروويف صحيحة لامتصاص مثالي متماسك للطاقة بكفاءة 99.996٪.
وأشار الفريق البحثي إلى أن تقنيتهم لا تزال بحاجة للتطوير قبل بدء استخدامها في المكاتب اللاسلكية والمكاتب من دون قابس كهربائي.
