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无线电“壁纸”把墙壁变成“收发机”

科普小知识2022-06-30 17:38:16
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8月21日(北京时间),物理学家组织网络报道称,美国普林斯顿大学的工程师开发出一种嵌入超薄无线电系统的壁纸,这种壁纸可以将整面墙变成一个巨大的无线电收发器。研究人员表示,这项技术为建筑内置无线通信系统和各种设备(如道路和桥梁结构监控设备)的发展奠定了基础。

"最初,我们想把它变成智能建筑的内部能源管理系统."“墙纸”使用分布式无线电阵列将温度传感器和感应传感器连接到一个*管理系统上,“该项目的主要研究人员之一、普林斯顿大学电气工程副教授纳文·威尔玛说。收音机“墙纸”也可以像真正的墙纸一样涂上各种图案,它既柔软又有弹性,可以用在各种不规则的表面上,如桥梁表面或柱子表面。塑料薄膜上还有太阳能电池,可以自己供电。

在塑料上排列电路的最大问题是塑料在高温下会熔化或变形。为了不损坏塑料,研究人员使用了低频非晶硅薄膜晶体管。然而,无线电设备需要更高的频率才能正常工作。为此,他们开发了一种新的设计,称为“超级再生电路”,由“无线电之父”埃德温·阿姆斯特朗于1922年开发,通过电容和电感增加无线电频率。

制造大型传感器通常比制造小型传感器更容易,这也是这项研究的一个优势。“没有人认为‘大’是提高绩效的地方,这是我们的突破。”维尔玛说。

接下来,研究小组计划为桥梁、建筑物、管道和其他结构开发一个灵活的结构安全监控系统。目前,工程师使用单点传感器或光纤来检测结构问题,设备收集小范围的数据。该校城市与环境工程副教授Brank Grisk说,在大型建筑中,问题可能来自任何地方。如果此时没有传感器,很难找到问题。与点式系统不同,塑料传感膜可以容纳许多相互连接的传感器,以检测大范围内可能出现的问题。研究人员表示,他们正在测试比例模型,原型将于9月份问世,但可能还要几年后才能投入实际应用。

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