Международная группа ученых с участием специалистов Новгородского государственного университета разработала модель, позволяющую прогнозировать поведение магнитоэлектрических преобразователей — основных компонентов для сверхчувствительных датчиков и компактных антенн, работающих под водой и под землей.
Исследователи выяснили, как геометрические неоднородности композитных материалов влияют на эффективность преобразования магнитной энергии в электрическую. Эксперименты показали, что асимметричная конструкция может снижать эффективность вдвое, а оптимальный подбор длины слоев позволяет добиться максимального результата.
Наиболее важным открытием стало то, что размещение электродов лишь на трети длины материала повышает чувствительность устройства в разы благодаря концентрации деформаций в этой зоне. Созданный на этой основе датчик продемонстрировал высокие показатели эффективности на частоте около 94,5 Гц, что идеально подходит для подводной связи и георазведки.
По словам ученых, понимание этих процессов позволит инженерам проектировать устройства с заданными характеристиками без лишних затрат. Хотя сейчас дальность действия таких систем связи составляет 10–20 метров, исследователи рассчитывают увеличить этот показатель в ближайшем будущем.
Читайте также: «Бауманка бесплатно изготовит передовые фотонные чипы для ученых России».