KAUST ஆராய்ச்சியாளர்களால் உருவாக்கப்பட்ட வயர்லெஸ் மூலம் இயங்கும் எலக்ட்ரானிக்ஸ் இணைய தொழில்நுட்பத்தை சுற்றுச்சூழலுக்கு ஏற்றதாக மாற்ற உதவும். கடன்: © 2022 KAUST; ஹெனோ ஹ்வாங்
வயர்லெஸ் மூலம் இயங்கும் பெரிய பகுதி எலக்ட்ரானிக்ஸ் மலிவான மற்றும் பசுமையான இணையத்தை செயல்படுத்த முடியும்.
அச்சிடக்கூடிய ஆர்கானிக்ஸ், நானோகார்பன் அலோட்ரோப்கள் மற்றும் மெட்டல் ஆக்சைடுகள் போன்ற மாற்று குறைக்கடத்தி பொருட்களை நம்பியிருக்கும் மெல்லிய-பட சாதன தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ந்து வரும் வடிவங்கள், பொருளாதார ரீதியாகவும் சுற்றுச்சூழலிலும் நிலையான இணையத்திற்கு (IoT) பங்களிக்கக்கூடும் என்று KAUST தலைமையிலான சர்வதேச குழு பரிந்துரைக்கிறது. .
IoT தினசரி வாழ்க்கை மற்றும் பல தொழில்களில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும். ரிமோட்-கண்ட்ரோல்ட் ஹோம் செக்யூரிட்டி சிஸ்டம்ஸ், ரோட்டில் உள்ள தடைகளைக் கண்டறியும் சென்சார்கள் பொருத்தப்பட்ட செல்ஃப் டிரைவிங் கார்கள் மற்றும் வெப்பநிலையைக் கட்டுப்படுத்தும் தொழிற்சாலைக் கருவிகள் போன்ற பல்வேறு வடிவங்கள் மற்றும் அளவுகள் கொண்ட பல ஸ்மார்ட் பொருள்களுக்கு இடையே தரவு பரிமாற்றத்தை இது இணைத்து எளிதாக்குகிறது. இணையம் மற்றும் பிற உணர்திறன் மற்றும் தகவல் தொடர்பு நெட்வொர்க்குகள்.
இந்த வளர்ந்து வரும் ஹைப்பர்நெட்வொர்க் அடுத்த தசாப்தத்தில் டிரில்லியன் கணக்கான சாதனங்களை அடையும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, இது அதன் தளங்களில் பயன்படுத்தப்படும் சென்சார் முனைகளின் எண்ணிக்கையை அதிகரிக்கும்.
பவர் சென்சார் முனைகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் தற்போதைய அணுகுமுறைகள் பேட்டரி தொழில்நுட்பத்தை நம்பியுள்ளன, ஆனால் பேட்டரிகளுக்கு வழக்கமான மாற்றீடு தேவைப்படுகிறது, இது காலப்போக்கில் விலை உயர்ந்தது மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு தீங்கு விளைவிக்கும். மேலும், பேட்டரி பொருட்களுக்கான லித்தியத்தின் தற்போதைய உலகளாவிய உற்பத்தி, சென்சார்களின் வீக்க எண்ணிக்கையில் இருந்து அதிகரித்து வரும் ஆற்றல் தேவையுடன் இருக்க முடியாது.
வயர்லெஸ் மூலம் இயங்கும் சென்சார் முனைகள், மற்ற தொழில்நுட்பங்களுக்கிடையில் ஒளிமின்னழுத்த செல்கள் மற்றும் ரேடியோ அதிர்வெண் (RF) எனர்ஜி ஹார்வாஸ்டர்கள் போன்ற ஆற்றல் அறுவடை செய்பவர்கள் என அழைக்கப்படுவதைப் பயன்படுத்தி சுற்றுச்சூழலில் இருந்து ஆற்றலைப் பெறுவதன் மூலம் நிலையான IoT ஐ அடைய உதவும். இந்த ஆற்றல் மூலங்களை இயக்குவதில் பெரிய பகுதி மின்னணுவியல் முக்கியமாக இருக்கும்.
KAUST முன்னாள் மாணவர் கலைவாணன் லோகநாதன், தாமஸ் அந்தோபவுலோஸ் மற்றும் சக பணியாளர்களுடன், பல்வேறு பெரிய பகுதி மின்னணு தொழில்நுட்பங்களின் நம்பகத்தன்மை மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு ஏற்ற, வயர்லெஸ் மூலம் இயங்கும் IoT சென்சார்களை வழங்குவதற்கான அவற்றின் திறனை மதிப்பீடு செய்தார்.
பெரிய பகுதி மின்னணுவியல் சமீபத்தில் வழக்கமான சிலிக்கான் அடிப்படையிலான தொழில்நுட்பங்களுக்கு ஒரு கவர்ச்சிகரமான மாற்றாக உருவெடுத்துள்ளது, தீர்வு அடிப்படையிலான செயலாக்கத்தில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்திற்கு நன்றி, இது சாதனங்கள் மற்றும் சுற்றுகளை நெகிழ்வான, பெரிய-பகுதி அடி மூலக்கூறுகளில் அச்சிட எளிதாக்கியுள்ளது. அவை குறைந்த வெப்பநிலையிலும், காகிதம் போன்ற மக்கும் அடி மூலக்கூறுகளிலும் உற்பத்தி செய்யப்படலாம், இது அவற்றின் சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சகாக்களை விட சுற்றுச்சூழலுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.
பல ஆண்டுகளாக, Anthopoulos குழுவானது மெட்டல்-ஆக்சைடு மற்றும் Schottky diodes எனப்படும் ஆர்கானிக் பாலிமர் அடிப்படையிலான குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் உட்பட RF எலக்ட்ரானிக் கூறுகளை உருவாக்கியுள்ளது. “இந்த சாதனங்கள் வயர்லெஸ் எனர்ஜி ஹார்வாஸ்டர்களில் முக்கியமான கூறுகள் மற்றும் இறுதியில் சென்சார் முனைகளின் செயல்திறன் மற்றும் விலையை ஆணையிடுகின்றன” என்று லோகநாதன் கூறுகிறார்.
KAUST குழுவின் முக்கிய பங்களிப்புகளில் 5G/6G அதிர்வெண் வரம்பை அடையும் ஆற்றலை அறுவடை செய்ய RF டையோட்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான அளவிடக்கூடிய முறைகள் அடங்கும். “இத்தகைய தொழில்நுட்பங்கள் எதிர்காலத்தில் பில்லியன் கணக்கான சென்சார் முனைகளுக்கு சக்தியூட்ட இன்னும் நிலையான வழியை நோக்கி தேவையான கட்டுமானத் தொகுதிகளை வழங்குகின்றன” என்று அந்தோபோலோஸ் கூறுகிறார்.
இந்த குறைந்த-சக்தி சாதனங்களை ஆண்டெனா மற்றும் சென்சார்கள் மூலம் அவற்றின் உண்மையான திறனை வெளிப்படுத்தும் ஒற்றைக்கல் ஒருங்கிணைப்பை குழு ஆராய்கிறது, லோகநாதன் மேலும் கூறுகிறார்.
குறிப்பு: லூயிஸ் போர்ட்டிலா, கலைவாணன் லோகநாதன், ஹென்ட்ரிக் ஃபேபர், அலின் ஈத், ஜிம்மி ஜிடி ஹெஸ்டர், மனோஸ் எம். டென்செரிஸ், மார்கோ ஃபட்டோரி, யூஜினியோ கான்டடோர், சென் ஜியாங், அரோக்கியா நாதன், ஜியான், லூயிஸ் போர்ட்டிலா ஆகியோரின் “வயர்லெஸ் மூலம் இயங்கும் பெரிய பகுதி மின்னணுவியல்” Fiori, Taofeeq Ibn-Mohammed, Thomas D. Anthopoulos மற்றும் Vincenzo Pecunia, 28 டிசம்பர் 2022, இயற்கை மின்னணுவியல்.
DOI: 10.1038/s41928-022-00898-5
