یک پیشرفت اساسی در طراحی سلف کشسان توسط محققان دانشگاه علم و فناوری چین، مانعی حیاتی در پوشیدنی‌های هوشمند را برطرف می‌کند: حفظ عملکرد القایی ثابت در حین حرکت. کار آنها که در Materials Today Physics منتشر شده است، نسبت ابعاد (AR) را به عنوان پارامتر تعیین‌کننده برای کنترل پاسخ القایی به کرنش مکانیکی تعیین می‌کند.
با بهینه‌سازی مقادیر AR، این تیم کویل‌های مسطحی را مهندسی کرد که به تغییرناپذیری کرنش نزدیک می‌شوند و تغییر اندوکتانس کمتر از 1٪ را تحت 50٪ افزایش طول نشان می‌دهند. این پایداری، انتقال توان بی‌سیم (WPT) و ارتباط NFC را در کاربردهای پوشیدنی پویا امکان‌پذیر می‌کند. همزمان، پیکربندی‌های AR بالا (AR>10) به عنوان حسگرهای کرنش فوق حساس با وضوح 0.01٪ عمل می‌کنند که برای نظارت دقیق فیزیولوژیکی ایده‌آل است.
عملکرد دوگانه تحقق یافته:
۱. توان و داده‌ی بدون افت: کویل‌های با AR پایین (AR=1.2) پایداری فوق‌العاده‌ای از خود نشان می‌دهند و در نوسان‌سازهای LC، تحت ۵۰٪ کرنش، رانش فرکانس را به تنها ۰.۳٪ محدود می‌کنند - که به طور قابل توجهی از طرح‌های مرسوم بهتر عمل می‌کند. این امر، راندمان WPT پایدار (بیش از ۸۵٪ در فاصله ۳ سانتی‌متر) و سیگنال‌های NFC قوی (نوسان کمتر از ۲ دسی‌بل) را تضمین می‌کند که برای ایمپلنت‌های پزشکی و پوشیدنی‌های همیشه متصل بسیار مهم است.
۲. حسگری در سطح بالینی: کویل‌های با AR بالا (AR=10.5) به عنوان حسگرهای دقیق با حداقل حساسیت متقاطع به دما (۲۵-۴۵ درجه سانتیگراد) یا فشار عمل می‌کنند. آرایه‌های یکپارچه، ردیابی بیومکانیک پیچیده، از جمله سینماتیک انگشت، نیروی گرفتن (با وضوح ۰.۱ نیوتن) و تشخیص زودهنگام لرزش‌های پاتولوژیک (به عنوان مثال، بیماری پارکینسون در ۴-۷ هرتز) را در زمان واقعی امکان‌پذیر می‌کنند.
ادغام سیستم و تأثیر:
این سلف‌های قابل برنامه‌ریزی، بده‌بستان تاریخی بین پایداری و حساسیت در الکترونیک کشسان را حل می‌کنند. هم‌افزایی آنها با ماژول‌های شارژ بی‌سیم استاندارد Qi مینیاتوری و حفاظت مدار پیشرفته (مثلاً فیوزهای قابل تنظیم مجدد، آی‌سی‌های eFuse) باعث بهینه‌سازی راندمان (بیش از 75٪) و ایمنی در شارژرهای پوشیدنی با فضای محدود می‌شود. این چارچوب مبتنی بر AR، یک روش طراحی جهانی برای تعبیه سیستم‌های القایی مقاوم در زیرلایه‌های الاستیک ارائه می‌دهد.
مسیر پیش رو:
این کویل‌ها در ترکیب با فناوری‌های نوظهور مانند نانوژنراتورهای تریبوالکتریک ذاتاً کشسان، توسعه پوشیدنی‌های پزشکی خود-تغذیه را تسریع می‌کنند. چنین پلتفرم‌هایی نویدبخش نظارت فیزیولوژیکی مداوم و با دقت بالا همراه با ارتباط بی‌سیم پایدار هستند - که وابستگی به اجزای سفت و سخت را از بین می‌برد. زمان‌بندی استقرار برای منسوجات هوشمند پیشرفته، رابط‌های AR/VR و سیستم‌های مدیریت بیماری‌های مزمن به طور قابل توجهی کوتاه می‌شود.
این کار، الکترونیک پوشیدنی را از حالت سازش به حالت هم‌افزایی منتقل می‌کند. ما اکنون به‌طور همزمان به حسگری در سطح آزمایشگاهی و قابلیت اطمینان در سطح نظامی در پلتفرم‌های کاملاً منطبق با پوست دست یافته‌ایم.
زمان ارسال: ۲۶ ژوئن ۲۰۲۵