மொபைல் போனை சார்ஜ் செய்ய வைஃபை சிக்னல் போதும்!!

ஸ்மார்ட் போன்கள் வெளி வந்ததில் எவ்வளோவோ நன்மை தீமைகள் இருந்தாலும் அடிக்கடி சார்ஜ் போடவேண்டி இருக்கே? என்பது தான் பலருக்குப் பிரச்சனையான விஷயம். தூங்கறதுக்கு முன்னாடி சார்ஜ் போட்டுட்டு காலையில், சுவிட்ச் போட மறந்துட்டோமே? என கவலைப்படுபவர்களும் இந்த உலகத்தில் உண்டு. அவசரத்துக்கு இந்த போன்களின் பேட்டரியை சார்ஜ் செய்ய சார்ஜர் தேடுவதும் வெளியூர்களுக்கு சுற்றுலா செல்லும் போது சார்ஜ் செய்ய முடியாமல் அவதிப்படும் சூழ்நிலைகளையும் பலர் சந்தித்திருப்போம். பேட்டரியே இல்லாமல் ஒரு மொபைல் போனோ லேப்டாப்போ இயங்கினால் எப்படி இருக்கும்? அதற்கும் வழி கண்டுபிடித்துவிட்டார்கள் ஆராய்ச்சியாளர்கள். வைஃபை சிக்னல்களை மின்சாரமாக மாற்றி அதன் மூலம் மின்னனு சாதனங்களை சார்ஜ் செய்வதற்கான சாதனத்தை அமெரிக்காவின் MIT (Massachusetts Institute of Technology) மற்றும் Technical University of Madrid ஐ சேர்ந்த விஞ்ஞானிகள் அண்மையில் வடிவமைத்துள்ளனர்.

Credit: edgy

ரெக்டன்னா

ரெக்டன்னா (Rectenna) என அழைக்கப்படும் இந்த சாதனம் வைஃபை சிக்னல்களில் இருந்து ஆற்றலை எடுப்பதோடு அதனை மின்சாரமாக மாற்றவும் செய்கிறது. இது மின்காந்த ஆற்றலை நேர் மின்னோட்டமாக மற்றும் ஒரு ஆண்டெனா போல வேலை செய்கிறது. முதலில் ரேடியோ அதிர்வெண் ஆண்டெனா மின்காந்த அலைகளாக உள்ள வைஃபை சிக்னல்களை உள்வாங்கி பின்பு அது ஒரு இரு பரிமாண செமிகண்டக்டர் வழியே அனுப்பப்படுகிறது. அது அந்த சிக்னல்களை நேர் மின்னோட்டமாக மாற்றி மின்சாரத்தை  உற்பத்தி செய்கிறது.

இந்த ரெக்டன்னாவை நோயாளியின் உடலில் பொருத்தும் மருத்துவ உபகரணங்களில் கூட பொருத்தலாம்!!

இதுபோல வைஃபை சிக்னல்களில் இருந்து ஆற்றலைப் பெற்று மின்சாரமாக மாற்றும் சாதனங்கள் ஏற்கனவே கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. ஆனால் இதில் rectifier (AC  ஐ DCயாக மாற்றும் பகுதி) என்னும் பகுதிக்கு உபாயயோகப்படுத்தும் பொருள் மற்ற சாதனங்களைப் போல அல்லாமல் சற்று வித்தியாசமானது. இதற்கு முன் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட சாதனங்களை எல்லாம் சிலிக்கான் அல்லது கேலியம் அர்செனைடு போன்ற பொருட்களை கொண்டு தான் தயாரித்தனர். இவை மிகவும் திடமானது மட்டுமல்ல பெரிய அளவில் உபயோகத்திற்கு பயன்படுத்தப்படும் போது அதிக செலவை ஏற்படுத்தும்.

இந்த சாதனத்தால் அதிக அதிர்வெண்களான 10 giga hertz வைஃபை சிக்னல்களை கூட மின்சாரமாக மாற்ற முடியும்!!

மெல்லிய செமிகண்டக்டர்

இப்போது வடிவமைக்கப்பட்ட சாதனத்தில் மாலிப்டினம் டை சல்பைடு (MoS2 – மிகவும் மெல்லிய செமிகண்டக்டர் ) உபயோகப்படுத்துகின்றனர். இது வெறும் மூன்று அணுக்கள் அளவு தடிமன் மட்டுமே கொண்டது. உலோகம் மற்றும் செமிகண்டக்டர் உள்ள இந்த அமைப்பு ஷாட்கி டையோடு (Schottky diode) போலவே உள்ளது. மேலும் MoS2 ராசயங்களுடன் சேரும் போது இதன் அணுக்கள் ஒரு சுவிட்சைப் போல செயல்படும் படி சேர்ந்து குறைக்கடத்தியில் இருந்து உலோகத்திற்கு நிலை மாற்றதை (Phase transition) கட்டாயப்படுத்துகிறது. இது series Resistance மற்றும் Parasitic capacitance ஐ குறைப்பதால் அதிவேகமாக செயல்படுகிறது. Parasitic capacitance இருக்கும் போது சாதனம் வேகமாக வேலை செய்ய முடியாது. இது குறையும் போது rectifier வேகம் அதிகமாகி அதிக அதிர்வெண்களை உள்வாங்க முடியும். இவர்கள் கண்டுபிடித்த சாதனம் அதிக அதிர்வெண்களான 10 gigahertz வைஃபை சிக்னல்களை கூட எடுத்து மின்சாரமாக மாற்ற முடியும். இதற்கு முன்பு கண்டுபிடிக்கப்பட்டவைகளால் வைஃபை சிக்னல்கள் இயங்கும் ஜிகா ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்களை கூட சரியாக உள்வாங்க முடியவில்லை.

Credit: Daily Mail

இந்த பிரத்யேக வடிவமைப்பு தான் இந்த சாதனத்தை நாம் தினமும் பயன்படுத்தும் வைஃபை , ப்ளூடூத், செல்லுலார் LTE உட்பட பெரும்பாலான ரேடியோ அதிர்வெண் பட்டைகளை கிரகிக்கும் அளவுக்கு வேகமானதாக மாற்றுகிறது. சோதனையின் போது இந்த ரெக்டன்னா, வைஃபை சிக்னல்களை நேர் மின்னோட்டமாக மாற்றி 40 மைக்ரோவாட்ஸ்கள் வரை மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கிறது. இது அதிக அளவு இல்லை என்றாலும் இது ஒரு LED க்கு ஆற்றல் வழங்கவும், சிலிக்கான் சிப்களை இயக்கவும் போதுமானது. இதன் திறனை அதிகரிக்க தான் தற்போது குழு முயன்று வருகிறது.

வளையும் தன்மை

இதன் மற்றொரு சிறப்பம்சம் இது வளையத்தக்கது. இதனால் எங்கு வேண்டுமானாலும் இதனை எளிதில் பொருத்த முடியும். செல்போன் போல சிறிய சாதனங்கள் முதல் எல்லா சாதனங்களிலும் பொருத்தலாம்.

Credit: wifi now events

இதனை நோயாளியின் உடலில் பொருத்தும் மருத்துவ உபகரணங்களில் கூட பொருத்தலாம் என்கின்றனர் இதை வடிவமைத்த குழுவினர்.இது போல உடலின் உள்ளே வைக்கப்படும் மருத்துவ உபகரணங்களில் பேட்டரிகள் இருப்பது உண்மையில் ஆபத்தானது. காரணம் அதிலிருந்து லித்தியம் கசிந்து அதனால் நோயாளி இறக்கவும் நேரிடலாம்.ஆனால் இந்த ரெக்டன்னா-வை மருத்துவ உபகரணங்களில் பொருத்தும் போது அது வைஃபை சிக்னல்கள் மூலம் எளிதாக சார்ஜ் ஆகிவிடும். இதனால் அந்த உபகரணங்களுக்கு பேட்டரிகளே  தேவைப்படாது. இதனை பெரிய அளவில் செய்யும் போது செலவும் குறைவு தான் என்பதால் பெரும்பாலான பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தலாம். இது பெரிய அளவில் செயல்படும் போது நிச்சயம் மின்சார தட்டுப்பாடும் குறையும் என்று எதிர்பார்க்கலாம்.