杜克大学普拉特工程学院的研究人员已经开发出一种能量采集设备，该设备能够利用来自多种能源的信号，例如微波，Wi-Fi信号，卫星信号和声音信号。
虽然概念本身并不是什么新鲜事物，但在这种情况下的执行方式是-新设备实现了高达37％的能量转换效率，在这方面可以与太阳能电池技术相提并论，
杜克大学开发的这种五单元超材料阵列具有36.8％的功率收集效率，与太阳能电池相当。杜克摄影
新设备的工作原理与太阳能电池板类似，但是在这种情况下，所涉及的能量不是光能，而是其他形式的波能。该设备令人印象深刻的功能的关键显然在于其超材料的应用-从本质上讲，它们是简单设计的结构，能够捕获各种形式的波能并对其进行调整以用于有用的应用。
杜克大学提供了一些详细信息：
他们使用了一系列的五根玻璃纤维和铜质能量导体，这些导体在电路板上连接在一起，将微波转换为7.3V电能。相比之下，用于小型电子设备的通用串行总线（USB）充电器可提供大约5V的电源。
（关于潜在用途）-可以在房间的天花板上涂覆超材料涂层，以重定向和恢复原本会丢失的Wi-Fi信号。另一个应用可能是通过无线恢复现在在使用过程中丢失的电源来提高设备的能源效率。通过进行其他修改，可以在手机中内置电能收集超材料，从而允许手机在不使用时进行无线充电。原则上，此功能可以使居住在没有准备好使用常规电源插座的地方的人们可以从附近的手机塔中收集能量。
（或）可以组装一系列功率收集模块，以捕获来自从头顶经过的一组已知卫星的信号。这些信号产生的少量能量可能会为诸如山顶或沙漠之类的偏远地区的传感器网络提供动力，从而可以进行数据收集以进行不频繁测量的长期研究。
“我们的目标是实现最高的能效，”工程学本科生艾伦·霍克斯（Allen Hawkes）说。“我们已经获得了大约6％到10％的能效，但是通过这种设计，我们能够将能量转化率显着提高到37％，这与太阳能电池所能达到的相当。”
研究员亚历山大·卡特科（Alexander Katko）补充说：“可以将这种设计用于许多不同频率和类型的能量，包括振动和声能的收集。”“直到现在，有关超材料的大量工作仍是理论上的。我们证明，只需做一些工作，这些材料就可以用于消费者应用。”
他继续说道：“超材料的特性使设计灵活性无法在普通设备（如天线）上实现。”“当传统天线在空间上彼此靠近时，它们会彼此交谈并干扰彼此的操作。用于创建我们的超材料阵列的设计过程考虑了这些影响，从而使单元可以协同工作。”
杜克大学电气与计算机工程教授，首席研究员史蒂文·库默（Steven Cummer）表示：“我们的工作证明了一种简单而便宜的电磁功率收集方法。”“设计的优点在于，基本的构建块是独立的并且是可加性的。人们可以简单地组装更多的块来增加扫气能力。”
这项新研究将发表在2013年12月版的《应用物理学快报》上。
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