«До сих пор большое количество работ по исследованию метаматериалов были чисто теоретическими. Мы же показали, что немного практики помогут этим материалам стать полезными для всеобщего применения», - скромно говорят разработчики.

Метаматериалы по сути представляют собой композиционные материалы, свойства которых обусловлены не столько свойствами составляющих элементов, сколько искусственно созданной периодической структурой.

Метаматериалы синтезируются внедрением в исходный природный материал различных периодических структур с самыми различными геометрическими формами, которые модифицируют диэлектрическую и магнитную восприимчивости исходного материала.

Зарядка от сети или по USB, традиционная беспроводная зарядка и портативная батарея – все это может в скором времени стать историей. Помочь вам забыть эти анахронизмы могут двое студентов-инженеров, Аллен Хокс (Allen Hawkes) и Александр Катко (Alexander Katko), из школы Инжиниринга Университета Дюка, при поддержке профессора Стивена Каммера (Steven Cummer).

Используя метаматериалы, они разработали устройство, которое улавливает сигнал беспроводного интернета и конвертирует его в электрический ток. По словам разработчиков, эффективность этого «собирателя энергии» выше, чем при проводной зарядке, а выходные параметры очень близки к солнечным панелям.

Устройство конвертирует СВЧ Wi-Fi сигнал в постоянный ток, подходящий для непосредственной зарядки батареи мобильного телефона или любого другого портативного устройства. Ключом в этой технологии служит метаматериал с определенными свойствами, подобранными таким образом, чтобы улавливать различные формы волнового излучения и трансформировать их в пригодную для применения форму. После успешных испытаний разработчики уверяют, что источником энергии могут служить сигналы со спутников, звук или WiFi сети.

«Этот дизайн можно адаптировать под преобразование излучений различной частоты и природы, включая вибрацию и звук», -говорит Катко.

В наш век, когда мы постоянно окружены различного рода излучениями – теле- и радио вещания, мобильных сетей и пр. – эта технология позволит заряжать наши телефоны где бы мы не находились.

Хокс и Катко соединили последовательно 5 метаматериальных пластин из стекловолокна с вплетенным медным проводником. Полученное устройство преобразует WiFi сигнал в ток напряжением 7.3 В, в то время, как стандарт USB лимитирован 5 В. Эффективность преобразования энергии составляет 36.8 %, что сравнимо с солнечной панелью. Метаматериал был получен путем объединения стекловолокна, меди и золота и обладает настолько необычной комбинацией свойств исходных материалов, что спокойно может быть назван «сверхматериалом».

«Представьте ткань. В этой ткани свет может проходить только по нитям. Если при помощи иглы вы поделаете в ней отверстие, свет пойдет в обход него, сохраняя исходный путь движения, поскольку он может двигаться только по нити. Свет продолжит движение, а отверстие остается по сути «невидимым»», - объясняет Девид Смит (David Smith) из Университета Дюка. Метаматериал действует схожим способом, контролируя каким образом волны движутся через его структуру, делая возможным улавливание этих волн и преобразование их энергии.

Исследователи сообщают, что данный метаматериал может быть применен для повышения энергетической эффективности наших домов и квартир. Например, потолок может быть покрыт таким материалом и будет улавливать сигнал беспроводного интернета, как бы повторно используя энергию, которая обычно теряется.

Пока мы продолжаем подключать наши мобильные устройства к розеткам, совершенствование технологии идет полным ходом. Хокс и Катко работают над повышением эффективности и миниатюризацией, чтобы сделать возможным встраивание такого устройства в мобильный телефон. И мы наконец перестанем переживать из-за забытого дома зарядного устройства.