Introduzione

L’invenzione è stata sviluppata nell’ambito della focalizzazione e del confinamento delle onde elastiche. In particolare, questi fenomeni sono di interesse per amplificare le prestazioni di energy harvesters, cioè di dispositivi che raccolgono energia dall’ambiente, nella forma di energia cinetica connessa alle vibrazioni, e la trasformano in energia elettrica.

Caratteristiche Tecniche

Il dispositivo (TRL 5) si basa su una serie di risonatori di graduale lunghezza collegati a una guida d’onda elastica. L’applicazione non è limitata alle dimensioni proposte in questa esemplificazione. Il sistema è composto da una sequenza di 9 celle, aventi una variazione lineare della lunghezza del risonatore. Ogni cella unitaria è composta da due travi disposte simmetricamente su entrambi i lati della guida d’onda. La fisica del dispositivo si basa sull’effetto arcobaleno, ovvero la capacità di separare il segnale in ingresso nello spazio in funzione della frequenza, come dimostrato, tra gli altri, in elettromagnetismo, acustica, onde d’acqua, piastre caricate con fluidi e substrati elastici profondi. Il dispositivo mostra tale proprietà facendo leva su una distribuzione spaziale, lungo la guida d’onda, di risonatori con differente frequenza propria del primo modo flessionale.

Possibili Applicazioni

• Applicazioni su microscala per il confinamento di energia, localizzazione di energia, separazione del segnale, rallentamento di segnale, rilevamento, isolamento da vibrazioni.

Vantaggi

• Focalizzazione e amplificazione delle onde elastiche mediante effetto arcobaleno e conseguente amplificazione delle prestazioni di energy harvesters, con un design pienamente compatibile con le tecniche di micro-fabbricazione;
• Brevetti simili sono basati su sistemi di risonatori piezoelettrici accoppiati per raccolta di energia o rilevamento, ma senza l’amplificazione arcobaleno.