智能手機為人們的生活帶來極大的便利，但其電池續航力卻顯得美中不足。一旦忘了補充電量，它就會罷工。能否讓它得到源源不斷的電能供應呢？

在現實生活中，能量其實無所不在，這些能量主要包括光照、溫差、運動或振動、電磁波等。目前，從周圍環境中收集能量，主要難處有兩點：一是找到 如何轉化和儲存能量的方法以便持續使用，例如太陽能這類能源並非隨時可用，既需要轉化，又需要貯存；二是如何將相應的集能芯片做得小巧，以便整合到電子設 備中。環境能源利用技術大多圍繞這兩個方麵深入開發。

收集電磁波中的能量

目前市場上的集能芯片主要有：以動作或運動為基礎，將動能轉化為電能的動能型芯片，據研究步行1萬步、騎自行車1小時、跑步30分鍾所產生的電 量可供智能手機、智能手表、運動手環分別使用3小時、24小時、72小時以上。光能型芯片是利用光電效應，將太陽能直接轉變為電能。太陽能發電被稱為最理 想的能源，隻是由於太陽能光板麵積大，難以整合到用電設備中，加之受日光照射的限製，陰天和夜晚沒法用，其不足之處十分明顯。

磁能型芯片就是收集電磁波包括無線電波和光波中的能量。無線電本身就是能量，它有著多種應用形式，包括無線數據網，各種移動通信以及無線電廣播 等。利用電磁感應可以從無線電波中收集能量。由於無線電波廣泛存在，尤其是電子設備周圍無線電波強度相對更大，從無線電波中收集能量，對於低能耗電子器件 來說應用前景十分廣泛。

收集手機本身發射的無線電

以往，從無線電波中收集能量所用的是偶極貼片天線，但由於它收集電能的效率實在太低，基本上沒有實際應用價值。為了解決這個問題，有研究人員嚐 試采用多頻段天線，從廣譜無線電波段中汲取能量，將具備一定強度的電磁波和無線電信號轉化為直流電，甚至能從手機、電腦設備本身發射出的無線電信號中收集 能量。

多頻段天線能夠探測、利用和反射無線電波，既能避免電量過多浪費在信號發射上，也能大幅增加智能設備的電池續航力。目前利用多頻段天線收集的能量可達到5毫瓦左右。

如果進一步提高收集效率，將收集功率提升到20毫瓦，這樣就可為手機、傳感器、可穿戴設備、麥克風等低能耗電子設備供電。當然，低水平的能量收 集，不會影響手機通話或數據傳遞的質量，其存在的問題主要是隨著無線電頻率發生變化所汲取的能量大小會上下起伏，距離信號源越近通常能量越強。

或可不間斷提供電能

新的研究發現，利用超構材料能夠大幅提高從無線電波中收集能量的效率。超構材料是一種人工層狀材料，它由在材料表麵蝕刻周期性圖案而形成。這些 圖案特有的尺寸和彼此相鄰的特點可使能量吸收率接近100%。這是一種比傳統天線更有效的能量收集方式。由於超構表麵技術對於電磁能的吸收率比傳統天線高 得多，因此可以大幅度地減少收集能量所需的表麵積。這可以縮小電池的體積，更容易整合到各種小型無線電子器件中。

從無線電波中收集能量有望在很多領域得到應用，包括可穿戴設備、智能家居、傳感器等需要不間斷供電的設備設施，尤其難能可貴的是利用這項技術的 智能傳感器可以永久性植入建築物或人們不便打開的設施中，如植入橋梁，用於監視鋼筋混凝土的健康狀況，一旦發現裂縫便發出警報。

總之，從周圍環境中收集能量有其獨到的用途，從無線電波中汲取電能對於那些需要不間斷供電的低能耗設備來說如虎添翼，作為一項很有吸引力的前沿技術，人們自然對其未來充滿期待。