美学生用超材料打造神奇装置 利用WiFi信号给手机充电

据国外媒体报道，在电子与计算机工程学教授史蒂文-库姆默的帮助下，美国杜克大学普莱特工程学院的学生亚历山大-卡特克和艾伦-霍克斯研制了一种神奇的装置，能够捕获能量波并将其转化成电流。这种装置采用超材料，功率超过当前的USB充电器。在将来的某一天，这种装置可以利用WiFi信号给手机充电，取代无线或者便携式手机充电器，堪称"充电器终结者"。

研制过程中，卡特克和霍克斯将5个玻璃纤维和铜能量导体安装到一个电路板上，形成所谓的超材料阵列。超材料是一种能够捕获不同形态波能的工程学结构。通过将确定材料——包括玻璃纤维、铜和金——排列成特定的形状和样式，这些材料的总体性能提升，变成超材料。

杜克大学的大卫-史密斯表示："想像一下由线织成的布料。在这个布料中，光线只允许沿着这些线移动。如果你用大头针在布料上戳一个洞，光线会绕过这个洞，而后重新回到自己最初的轨迹，因为光线只能沿着线移动。由于光波只能以这种方式穿行，这个洞实际上是看不见的。"

超材料阵列采用了相同的工作原理，控制波能如何在结构内移动，使其能够被捕获并加以利用。霍克斯和卡特克研制的装置在设计上能够捕获微波的能量。他们指出这种由5部分构成的超材料能够将波转化成功率7.3伏的电流，效率可达到36.8%。相比之下，用于手机和其他小装置的USB充电器的功率在5伏左右。

他们成功利用微波测试了这种能量收集器。他们指出这种装置也可以收集其他源的信号，例如卫星信号，声波或者Wi-Fi信号。卡特克说："这一设计可以利用很多不同频率和类型的能量，包括震动和声波。直到现在，很多针对超材料的研究仍是理论上的。我们用事实证明这种材料可用于消费型产品。"他指出超材料涂层可用于屋顶，用于引导迷失或者掉线的Wi-Fi信号。

研究人员指出类似的装置能够在将来的某一天用于给手机和其他电子设备充电。借助于这种装置，手机只需连接Wi-Fi网络便可充电，无需使用充电器或者电源。库姆默表示："我们的研究显示一种简单而低廉的方式收集电磁能。这一设计的优势在于基本构架是自持的并且可添加，易于安装更多组件，提高收集能量的效率。"