收获身体热量;便宜的电池钠;记录光学转换能力。
收获身体热量
佐治亚理工学院的研究人员开发了一种灵活的、可穿戴热电发生器可以获取能量从身体热量简单的生物传感器。
热电发电机已经出现了几十年,但标准设计使用的无机材料,太有毒用于可穿戴设备。
团队的设备使用成千上万的点组成的交替p型和n型聚合物密集布局。通过将聚合物与喷墨打印机点接近,互连长度减少,降低了总阻力和结果在一个更高的功率输出的设备。
电路模式的一个例子是基于希尔伯特曲线和打印在纸上的热电转换。(来源:烛台霍布斯,佐治亚理工学院)
”而不是连接的聚合物点传统蛇形布线模式中,我们使用基于空间填充曲线连接模式,如希尔伯特模式——三维空间连续曲线,“说Kiarash Gordiz,科罗拉多矿业学院的博士后研究员。“这里的优势在于,希尔伯特模式允许表面形态和self-localization,它提供了一个更均匀温度的设备。”
电路联接对称的设计允许模块之间被削减以及边界对称区域提供完全特定的应用程序所需的电压和功率。不需要电力转换器添加系统复杂性和夺走。
“这是宝贵的衣物中,你想要尽可能少的组件,“Akanksha基金会Menon说,佐治亚理工学院的博士生。“我们认为这可能是一个很有趣的方式扩大热电技术的使用可穿戴设备。”
到目前为止,设备被印在普通纸张,但研究人员已经开始探索面料的使用。
的设计,研究人员希望获得足够的电力小传感器,在微瓦毫瓦。这将是足够简单的心率传感器,但更复杂的设备不像健康追踪器或智能手机。发电机也可能是有用的补充电池,让设备操作的时间更长。
在未来的挑战是保护发电机从水分和决定他们应该多么接近皮肤转移热能,同时保持舒适的穿。
低钠电池
斯坦福大学的研究人员开发了一个钠基电池可以存储相同数量的能量作为最先进的锂离子,在不到80%的成本。
材料构成电池的价格的四分之一,和锂成本约为15000美元一吨开采和提炼。团队的电池是基于广泛使用钠基电极材料,成本仅为150美元一吨。
“没什么可能超过锂性能,”说鲍哲南斯坦福大学化学工程教授。“但锂非常稀有和昂贵的,我们需要开发高性能,但低成本电池基于丰富的钠元素。”
这个钠基电极的化学组成共同的所有盐:它有一个带正电的离子,钠,带负电荷的离子的加入。在食盐中,氯是积极的伙伴,但在斯坦福电池被称为肌醇钠离子结合化合物,发现婴儿配方奶粉和来自米糠或液体过程的副产品用来磨玉米。关键的想法降低电池材料的成本,肌醇是一种丰富的有机化合物。
钠盐的阴极,阳极是由磷。研究人员计划下一个关注调整阳极,以改善其性能。
虽然到目前为止关注电池的成本相比,锂,将来他们会看体积能量密度,多大的钠离子电池必须存储相同的能量作为锂离子系统。
记录光学转换能力
日本国家信息和通信技术研究所(NICT)展示了一个光开关容量53.3 Tb / s短延数据中心网络,一个记录。
演示利用空间分复用(SDM)多核光纤(mcf)和新开发的高速空间光开关系统,使全包粒度。据研究人员介绍,新数据中心网络提供了一个显著提高网络效率和端到端每一点能源消耗与今天的光学电路相比,全电子分组交换网络。
NICT开发了一种高速7-core-joint光学交换系统可以切换的所有核心同时7-core MCF 80 ns的开关速度。系统由多个electro-absorption (EA)光开关元素与几个纳秒切换速度。它还包含一个开关控制器,能够阅读数据包的目的地址,同时控制多个EA开关。
概念图的高速7-core-joint光开关系统。(来源:NICT)
使用这种光开关系统,团队建立了试验台的time-slotted光学网络,能够实现全包粒度。本实验使用64波长通道,调制在32 gb波特偏振分复用(PDM)正交相移键控(QPSK)。这交付额定容量为53.3位每秒。试验台的三种MCF段:纤维19-core 28公里,19-core 10公里纤维和纤维7-core 2公里。在每个纤维,7-cores被用于这个演示来携带信息的信号。
在未来,团队将增加网络容量通过开发新的光学开关和更快的响应,较低的插入损耗和平坦的频率响应,研究相干脉冲模式接收器与高阶调制格式更高的频谱效率。
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