Energia

Superlente dispara feixes de eletricidade à distância

Superlente dispara feixes de eletricidade à distância
Os pesquisadores estão se concentrando em dimensões que possam ter utilização prática em aparelhos portáteis, como celulares e notebooks.[Imagem: Guy Lipworth/Joshua Ensworth/Duke University]

Eletricidade à distância

Nikola Tesla sonhou com a tecnologia para transmitir eletricidade através do ar há quase um século.

Deste então, todas as tentativas experimentais resultaram em dispositivos complicados e grandes, e que só funcionam a distâncias muito pequenas.

Agora, pesquisadores da Universidade de Duke, nos Estados Unidos, demonstraram a viabilidade da transferência de eletricidade sem fios usando o "disparo" de campos magnéticos de baixa frequência ao longo de distâncias muito maiores do que o tamanho do transmissor e do receptor.

As distâncias envolvidas ainda são pequenas, na faixa de um metro, mas a nova tecnologia quebra a limitação das dimensões das bobinas, que até agora deviam crescer proporcionalmente à distância da transmissão.

Assim, os aparelhos transmissores e receptores de eletricidade são pequenos, abrindo a perspectiva da utilização prática da eletricidade sem fios para aparelhos móveis, como celulares e notebooks, e até para carros elétricos.

Disparo de eletricidade

Mais significativo ainda, este é o primeiro teste de transferência de energia sem fios que usa um "feixe direcional" de eletricidade.

O avanço foi possível graças aos metamateriais, que foram usados para criar uma "superlente" que focaliza e "dispara" os campos magnéticos.

A lente transfere o campo magnético que emana de uma bobina de potência para sua irmã gêmea receptora a quase um metro de distância, induzindo nela uma corrente elétrica com uma eficiência muitas vezes maior do que o que poderia ser obtido com a mesma configuração sem a superlente.

"Pela primeira vez nós demonstramos que a eficiência da transferência de eletricidade sem fios magneto-indutiva pode ser melhorada ao longo de distâncias muitas vezes maiores do que o tamanho do receptor e do transmissor," disse Yaroslav Urzhumov, um dos pioneiros no campo dos mantos da invisibilidade e que também já propôs a construção de um material artificial para amplificar campos magnéticos.

Superlente dispara feixes de eletricidade à distância
Com o auxílio da lente de metamaterial, pela primeira vez a transmissão de eletricidade à distância se tornou independente da dimensão das bobinas. [Imagem: Duke University]

Superlente de metamaterial

A superlente é um engradado cuidadosamente dividido em cubos. As paredes exterior e interior dos blocos vazados recebem uma malha de fios de cobre em espiral que lembram aqueles que saem dos microchips.

A geometria e a natureza repetitiva das bobinas formam um metamaterial que interage com o campo magnético de tal maneira que os campos são transmitidos e confinados em um cone estreito ao longo do espaço, dentro do qual a intensidade de energia é muito mais elevada do que fora dele.

Urzhumov reconhece que transmissões de eletricidade sem fios otimizadas com metamateriais já foram feitas antes em um laboratório da Mitsubishi Electric, no Japão, mas com uma limitação importante: a distância que a energia foi transmitida ainda limitava-se ao diâmetro das bobinas usadas.

Bibliografia:

Magnetic Metamaterial Superlens for Increased-Range Wireless Power Transfer
Guy Lipworth, Joshua Ensworth, Kushal Seetharam, Da Huang, Jae Seung Lee, Paul Schmalenberg, Tsuyoshi Nomura, Matthew S. Reynolds, David R. Smith, Yaroslav Urzhumov
Nature Scientific Reports
Vol.: 4, Article number: 3642
DOI: 10.1038/srep03642




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