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手机无线充电不再是“传说”

  据美国《科学日报》报道,当我们的智能手机或是笔记本电脑电源快耗尽时,如果周边没有充电系统,我们会为电子产品的关机感到苦恼。现在,这种苦恼有望得以解决。加州大学洛杉矶分校(UCLA)应用科学学院带来了解决方案。
  
  UCLA的工程师们发明了一种为电子产品充电的全新概念,即在这些产品的液晶显示屏(LCD)上安装嵌入式光伏偏光器,该装置能将大量的阳光和背景灯光转换为电流。现在许多电子产品都使用LCD,包括智能手机、电视屏幕、电脑显示器、笔记本等,这加大了该研究的可行性。
  
  该技术主要通过偏振片来工作,通过安装两个偏振片来保证设备中只有一定数量的背光通过。这两个偏光片中间由液晶材料的隔板隔开。由于液晶材料本身不发光,因此技术人员给显示屏装备了额外光源,LCD背面的导光板和反光膜就是起到这一作用。导光板可以将点光源或线光源转化为垂直于显示平面的面光源。背光源发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入液晶层。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时,液晶分子就会出现变形,然后穿越其中的光线进行有规则的折射,随后经过第二层过滤层后在屏幕上。研究团队将这种新型能量收集偏振器称之为偏振有机光伏。该装置除了可以增强液晶显示器功能之外,还可用作偏光器、光伏发电装置及光伏电池板等。
  
  据悉,从能效角度来看,现有LCD偏光器并不理想。目前来看,一台电子设备80%至90%的能源都是由背光消耗,75%的光源是由于偏光器而流失,没有得到有效利用。新型偏振有机光伏电子显示屏能重新获取大部分能源。LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体,两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线,通过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向,将光线折射出来产生画面。
  
  另据悉,目前这份研究成果已经发表在网络版的《先进材料》杂志上。加州大学洛杉矶分校工程学院材料科学教授、该项目主要带头人杨洋(Yang Yang)表示:“我相信,这一发明将改变游戏规则,因为它可以提高液晶显示器的能效。另外,通过利用室内外光线,这些偏振器也可当普通太阳能电池用。因此,下一次去沙滩,你可以让阳光给你的iPhone充电。”
  
  杨洋表示:“在不久的将来,我们有望进一步提高偏正有机光伏体的能效,最终我们希望将技术真正与产品结合,实现商业化生产。我希望未来这种新型技术能成为显示技术的主流产品。”加州大学洛杉矶分校博士后研究员朱睿(Rui Zhu)表示:“该技术涂层方法简单,未来有望得到大规模应用。”
  
  英特尔实验室学术研究办公室项目主管尤苏里?伯托斯表示:“这个新型装置能够吸收75%的背光,随后将之转化为电源。我们与UCLA的紧密合作,为高效电池和高效能源创造了更多可能。这个创造很有意思,同时我们也可以将之用于其它项目。”
  
  另据国外媒体报道,日本科学家研制出了一种新型无线充电器,成功地完成了无线充电使用演示。据悉,此无线充电器首次将无线充电距离增至1米以外。
  
  在无线充电领域,日本科学家这次实现的无线充电算不是新鲜事了。实际上,像电动牙刷、电动刮胡刀等充电过程就已经实现了与充电器零接触。在手机无线充电领域,Palm是走在最前面的公司,Palm Pre首先将无线充电应用在了手机上面,只可惜无线充电距离尚未不理想,只支持短距离的无线充电。
  
  据悉,日本科学家研制的新型无线充点器由发送线圈和接收线圈组成,发送器和接收器能够彼此探测对方,充电无需受位置限制。日本科学家称,该充电设备在传输距离为40厘米时,充电效率可达到95%之高。
  
  如果长距离无线充电技术广泛应用在手机充电上,那么手机使用起来将会更加自由。如果你是羡慕Palm Pre无线充电功能的用户,现在开始你可以期待了,无线充电在不久的某个时候一定会大量的应用在手机充电上。
  
  这种技术的科学基础其实是众所周知的电磁感应原理,这可以回溯到一个多世纪之前。19世纪 30年代,科学家迈克尔?法拉第首先发现了电磁感应原理——周围磁场的变化将在电线中产生电流。到了 19世纪 90年代,爱迪生光谱辐射能研究项目的一名助手,也是后来的科学家尼古拉?特斯拉(Nikola Tesla)证实了无线传输电波的可能性,并申请了首个专利。感应充电之前也有过实际应用,比如飞利浦推出过一款可以无线充电的电动牙刷,还有最近的 Palm Pre——它需要一个专门的充电器,内部有许多线圈,通电后可产生磁场——牙刷内部也有一个接收线圈,放在充电器附近时就可以接受充电器内部磁场产生的电荷,并将电荷传输给内部电池。但是类似的这些无线充电器都只能给特定的设备充电。
  
  Powermat 的首席技术官及首席科学家 Amir Ben Shalom 表示,相当多的电子设备都可以通过这种方式供电或充电。“我们用的是许多年前特斯拉就曾用过的物理铜线圈,但我们能够控制和监视它,让它比之前更有效”,他说。把手机放在 mat 充电板的表面,它就可以通过内部的无线电芯片识别出这只手机,Poliakine 表示。充电板可以精确地测定出手机所需的电量。
  
  据engadget报道,美国宾州的一家公司,目前靠着这个 Powercast 技术,已经和超过百家的主要电子产品公司,签下内容尚未公开的合作案,包括一些耗电量“相对较低”的电子产品,诸如手机、MP3随身听,还有汽车零件、温度感应器、助听器,甚至是医疗仪器等的制造业者。
  
  基本上整个系统包含了两件东西,一个是插在插座上的发信器,另一个电子产品上,跟硬币大小差不多的接收器(技术核心),只要在一定的范围内(目前是在 90公分的距离内),电源能够瞬间自发信器传到对应的接受器。
  
  该项技术之所以会得到这么多家厂商的青睐,原因是在他独特的无线电波接收装置,能够根据不同的负载、电场强度来作调整,同时还能维持稳定的直流电压,这也表示在空中乱喷的电磁波功率,能够被减到最低。(据说这玩意已经获得了 FCC 的认可)
  
  最神奇的是,这接收器的制造成本,竟然只要 5块钱美金。另外各位常常在外奔波的笔电使用者,也不用心急,等到各位的笔电/UMPC 耗电量降到了个位数(目前的极限),你将来在外头上网,应该是不需要带充电器了,不过以后网络费可能要跟电费绑在一起就是。
  

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