સ્ટ્રેન-ઇનવેરિયન્ટ ઇન્ડક્ટર્સ નેક્સ્ટ-જનરેશન સ્માર્ટ વેરેબલ્સને સક્ષમ કરે છે

ચીનની યુનિવર્સિટી ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજીના સંશોધકો દ્વારા સ્ટ્રેચેબલ ઇન્ડક્ટર ડિઝાઇનમાં એક મૂળભૂત સફળતા સ્માર્ટ વેરેબલ્સમાં એક મહત્વપૂર્ણ અવરોધને દૂર કરે છે: હલનચલન દરમિયાન સતત ઇન્ડક્ટિવ કામગીરી જાળવી રાખવી. મટિરિયલ્સ ટુડે ફિઝિક્સમાં પ્રકાશિત, તેમનું કાર્ય યાંત્રિક તાણ પ્રત્યે ઇન્ડક્ટિવ પ્રતિભાવને નિયંત્રિત કરવા માટે નિર્ણાયક પરિમાણ તરીકે પાસા રેશિયો (AR) સ્થાપિત કરે છે.

AR મૂલ્યોને ઑપ્ટિમાઇઝ કરીને, ટીમે પ્લેનર કોઇલ્સને એન્જિનિયર કર્યા જે સ્ટ્રેન ઇન્વેરિયન્સની નજીક પહોંચે છે, જે 50% એલોંગેશન હેઠળ 1% કરતા ઓછા ઇન્ડક્ટન્સ ફેરફાર દર્શાવે છે. આ સ્થિરતા ગતિશીલ પહેરી શકાય તેવા એપ્લિકેશનોમાં વિશ્વસનીય વાયરલેસ પાવર ટ્રાન્સફર (WPT) અને NFC સંચારને સક્ષમ કરે છે. તે જ સમયે, ઉચ્ચ-AR રૂપરેખાંકનો (AR>10) 0.01% રિઝોલ્યુશન સાથે અતિ-સંવેદનશીલ સ્ટ્રેન સેન્સર તરીકે કાર્ય કરે છે, જે ચોકસાઇ શારીરિક દેખરેખ માટે આદર્શ છે.

ડ્યુઅલ-મોડ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત થઈ:
1. અવિશ્વસનીય પાવર અને ડેટા: લો-એઆર કોઇલ (AR=1.2) અસાધારણ સ્થિરતા દર્શાવે છે, જે LC ઓસિલેટરમાં ફ્રીક્વન્સી ડ્રિફ્ટને 50% સ્ટ્રેન હેઠળ માત્ર 0.3% સુધી મર્યાદિત કરે છે - જે પરંપરાગત ડિઝાઇનને નોંધપાત્ર રીતે પાછળ રાખે છે. આ સતત WPT કાર્યક્ષમતા (>3cm અંતરે 85%) અને મજબૂત NFC સિગ્નલો (<2dB વધઘટ) સુનિશ્ચિત કરે છે, જે મેડિકલ ઇમ્પ્લાન્ટ્સ અને હંમેશા-કનેક્ટેડ વેરેબલ્સ માટે મહત્વપૂર્ણ છે.
2. ક્લિનિકલ-ગ્રેડ સેન્સિંગ: ઉચ્ચ-AR કોઇલ (AR=10.5) તાપમાન (25-45°C) અથવા દબાણ પ્રત્યે ન્યૂનતમ ક્રોસ-સેન્સિટિવિટી સાથે ચોકસાઇ સેન્સર તરીકે સેવા આપે છે. સંકલિત એરે જટિલ બાયોમિકેનિક્સનું રીઅલ-ટાઇમ ટ્રેકિંગ સક્ષમ કરે છે, જેમાં આંગળીની ગતિશાસ્ત્ર, પકડ બળ (0.1N રિઝોલ્યુશન), અને પેથોલોજીકલ ધ્રુજારીની પ્રારંભિક શોધ (દા.ત., 4-7Hz પર પાર્કિન્સન રોગ)નો સમાવેશ થાય છે.

સિસ્ટમ એકીકરણ અને અસર:
આ પ્રોગ્રામેબલ ઇન્ડક્ટર્સ સ્ટ્રેચેબલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં સ્થિરતા અને સંવેદનશીલતા વચ્ચેના ઐતિહાસિક વેપાર-બંધને ઉકેલે છે. લઘુચિત્ર Qi-માનક વાયરલેસ ચાર્જિંગ મોડ્યુલ્સ અને અદ્યતન સર્કિટ સુરક્ષા (દા.ત., રીસેટેબલ ફ્યુઝ, eFuse ICs) સાથેનો તેમનો સિનર્જી જગ્યા-મર્યાદિત પહેરી શકાય તેવા ચાર્જર્સમાં કાર્યક્ષમતા (>75%) અને સલામતીને શ્રેષ્ઠ બનાવે છે. આ AR-સંચાલિત ફ્રેમવર્ક મજબૂત ઇન્ડક્ટિવ સિસ્ટમ્સને સ્થિતિસ્થાપક સબસ્ટ્રેટમાં એમ્બેડ કરવા માટે એક સાર્વત્રિક ડિઝાઇન પદ્ધતિ પ્રદાન કરે છે.

આગળનો રસ્તો:
આંતરિક રીતે સ્ટ્રેચેબલ ટ્રાઇબોઇલેક્ટ્રિક નેનોજનરેટર જેવી ઉભરતી તકનીકો સાથે જોડાયેલ, આ કોઇલ સ્વ-સંચાલિત, તબીબી-ગ્રેડ પહેરવાલાયક ઉપકરણોના વિકાસને વેગ આપે છે. આવા પ્લેટફોર્મ સતત, ઉચ્ચ-વફાદારી શારીરિક દેખરેખનું વચન આપે છે જે અવિશ્વસનીય વાયરલેસ સંચાર સાથે જોડાયેલું છે - કઠોર ઘટકો પર નિર્ભરતાને દૂર કરે છે. અદ્યતન સ્માર્ટ ટેક્સટાઇલ, AR/VR ઇન્ટરફેસ અને ક્રોનિક રોગ વ્યવસ્થાપન પ્રણાલીઓ માટે જમાવટ સમયરેખા નોંધપાત્ર રીતે ટૂંકી કરવામાં આવી છે.

"આ કાર્ય પહેરી શકાય તેવા ઇલેક્ટ્રોનિક્સને સમાધાનથી સિનર્જીમાં પરિવર્તિત કરે છે," મુખ્ય સંશોધકે જણાવ્યું. "હવે આપણે ખરેખર ત્વચા-અનુરૂપ પ્લેટફોર્મમાં લેબ-ગ્રેડ સેન્સિંગ અને લશ્કરી-ગ્રેડ વિશ્વસનીયતા એકસાથે પ્રાપ્ત કરીએ છીએ."