蹦床超材料

低频能量收集增效

将蹦床超材料嵌入亥姆霍兹谐振腔，利用点缺陷将声能局域到缺陷位置，并与谐振腔的声压放大协同作用，显著提升低频声能的压电转换。

Deng, Tian · Zhao, Luke · 金峰

Applied Mathematical Modelling 2025

参数信息

输出电压

5.94 V

输出功率

39.10 μW

技术优势

声能局域更强

超材料中的点缺陷将声能集中到缺陷位置，增大局部声压，从而增强压电转换。

声压放大协同

将蹦床超材料置于亥姆霍兹谐振腔内，谐振腔的声压放大与点缺陷局域效应协同，进一步提升能量收集性能。

孔径增大提升转换

数值模拟表明，增大超材料中的孔半径可显著增强声能局域和压电转换效率。

应用场景

• 自供能传感器：为无线传感器节点提供长期免维护电源，替代电池。
• 声能收集：在特定低频段集中收集环境噪声能量，提高转换效率。
• 小型电子设备：为微功耗电子设备供电，实现自持运行。