حسگر گرمایی که نیازی به منبع انرژی ندارد

محققان دانشگاه کالیفرنیا سن‌ دیه‌گو آمریکا موفق به طراحی یک حسگر گرمایی شدند که برای کار کردن به کمترین انرژی ممکن نیاز دارد.

به نقل از انگجت، این حسگر حرارتی که تحت نظارت "هو وانگ"( Hui Wang) از محققان این دانشگاه ساخته شده برای کار کردن تنها نیاز به 113 پیکو وات(113 * 10 به توان منفی 12 وات) انرژی دارد.

میزان انرژی مورد نیاز در این حسگر به قدری پایین است که می‌توان با یک باتری بسیار کوچک برای چندین سال با آن کار کرد.

برای تولید این حسگر منحصر به فرد، تیم تحقیقاتی تلاش کرد تا در دو زمینه نیاز به مصرف انرژی در این حسگر را کاهش دهد.

نکته قابل توجه در این روش‌ها این است که یکی از پدیده‌هایی که محققان در این زمینه تلاش می‌کنند از آن رهایی یابند "نشتی گیت" در ترانزیستورهاست و بر خلاف معمول در تولید این حسگر از این پدیده استفاده شده است.

با کوچک شدن ابعاد ترانزیستورها، بخشی از الکترون‌هایی که در داخل آن در حال حرکتند به بیرون نشت می‌کنند و تیم تحقیقاتی دانشگاه کالیفرنیا سن دیه‌گو با استفاده از انرژی همین الکترون‌های نشتی، انرژی مورد نیاز حسگر را تامین کرده‌اند.

وانگ در توضیح این موضوع گفت: بسیاری از محققان تلاش می‌کنند از ایجاد جریان نشتی در ترانزیستورها جلوگیری کنند ولی ما به همین جریان برای تامین انرژی هر چند اندک در این حسگر حرارتی نیاز داریم.

در رهیافت دیگری که محققان برای کاهش مصرف انرژی در این حسگر استفاده کردند، میزان مصرف انرژی برای خواندن دما توسط حسگر را کاهش دادند و در نتیجه این حسگر 628 برابر کمتر از نمونه‌های پیشرفته و مشابه خود انرژی مصرف می‌کند.

این حسگر می‌تواند از دمای منفی 20 تا 60 درجه سانتی‌گراد کار کند و همچنین در لوازم پوشیدنی، محیطی و داخل منازل و ساختمان‌ها مورد استفاده قرار بگیرد.

کاهش سرعت خواندن دما در این حسگر، سرعت آن را به یک درجه حرارت بر ثانیه رسانده است که به گفته سازندگان زمانی که قرار باشد دماهایی که به سرعت تغییر نمی‌کنند (مانند دمای بدن) را بخواند، نیازی به سرعت بالا نخواهد بود.

در حال حاضر تیم تحقیقاتی در حال تلاش برای بهینه‌سازی طراحی و بهبود دقت این حسگر هستند و نتایج تحقیقات آنها در نشریه علمی  Scientific Reports منتشر شده است.