Kami terus dikelilingi oleh kebisingan elektromagnetik latar belakang dari ponsel, router Wi-Fi, saluran listrik dan sumber alami. Kebisingan yang sering kita anggap sebagai gangguan yang tidak perlu, atau bahkan sama berbahayanya. Namun baru -baru ini, tim peneliti yang melibatkan Universitas Freiburg menemukan bahan yang dapat mengubahnya dengan cukup efisien menjadi sinyal listrik dan arus yang mampu mengoperasikan perangkat elektronik tanpa baterai, sumber cahaya atau drive mekanik
Bayangkan sebuah perangkat yang, terlepas dari kegagalan semua sumber daya tradisional, akan terus memantau dan menyimpan data. Otonomi semacam ini bisa sangat penting, misalnya, di ruang angkasa, zona bencana atau infrastruktur kritis. “Kami tidak mengharapkan tegangan ini muncul, atau untuk itu menjadi begitu stabil dan dapat direproduksi”, kata Subhrangsu Sarkar, rekan pasca-doktoral di Departemen Fisika dan Pusat Nanomaterial Freiburg, dan rekan penulis penelitian ini
Bahannya didasarkan pada film tipis multilayer yang terbuat dari cuprates superkonduktor dan mangan magnetik. Ketika didinginkan hingga – 120 K (153 ° C), sistem secara spontan menghasilkan arus searah hingga beberapa puluh milivolt. Cukup kuat untuk memasok sirkuit eksternal, tegangan ini memungkinkan fluktuasi elektromagnetik ambien untuk dikonversi secara efisien menjadi energi listrik yang dapat digunakan. Tidak ada baterai, tidak ada cahaya, tidak ada gradien termal. Namun, pengukuran kami menunjukkan bahwa arus mengalir, “jelas Subhrangsu Sarkar. Ini adalah hasil yang mencolok.
Efek pasif yang kuat
Tidak seperti fenomena serupa yang diamati pada beberapa superkonduktor konvensional, efek ini tidak memerlukan medan magnet dan bertahan pada kisaran suhu yang luas. Tim peneliti mengaitkannya dengan drive elektronik yang bersaing yang menciptakan lanskap energi yang kompleks dengan bentuk seperti ratchet asimetris: pengisian daya yang bersemangat dengan aliran kebisingan sekitar dalam arah yang diberikan, menghasilkan fluks listrik bersih. Ini dapat dibandingkan dengan aksi ratchet mekanik, yang memungkinkan pergerakan hanya dalam satu arah.
Kemungkinan aplikasi
Tim ini membayangkan aplikasi seperti sensor mandiri, elemen memori dan perangkat pemulihan energi yang dapat dibayangkan tim seperti aplikasi seperti sensor mandiri, elemen memori dan perangkat pemulihan energi yang dapat beroperasi di bawah kondisi kriogenik moderat yang mudah dicapai dengan nitrogen cair. Tegangan spontan juga menghasilkan switching yang dapat direproduksi dan efek memori, menjadikannya teknologi yang menjanjikan untuk komponen multifungsi yang merespons medan listrik atau magnet. Hasil ini membuka jalan bagi desain perolehan data dan perangkat penyimpanan yang tidak tergantung pada catu daya eksternal, “kata Christian Bernhard, profesor di University of Freiburg.” Ini bisa terbukti berguna untuk misi ruang angkasa, komputasi kuantum atau situasi lain di mana energi terbatas.
Selangkah lebih dekat ke elektronik yang bertenaga sendiri
Studi ini mengungkapkan bahwa heterostruktur oksida kompleks dapat berfungsi tidak hanya sebagai komponen pasif, tetapi juga sebagai konverter energi aktif. Dengan pengembangan lebih lanjut, sistem tersebut dapat memberikan kontribusi terhadap meningkatnya jumlah perangkat elektronik yang beroperasi tanpa sumber daya tradisional.
belajar
Soulier, M., Sengupta, S., Pashkevich, YG et al. Tegangan spontan dan arus listrik persisten dari perbaikan kebisingan elektronik pada heterostruktur cuprat/manganit. Nat umum 16, 5900 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-61014-7
Gambar 'Gelombang Elektromagnetik' oleh Upklyak di Freepik
