Forskere fra Duke University i USA har fundet ud af, hvordan elektromagnetisk energi kan overføres til ét punkt.
Uden denne fokusering ville energien blive spredt i alle retninger, og der ville gå for meget til spilde.
Denne type energioverførsel kan for eksempel bruges til at oplade mobiltelefoner og bærbare computere trådløst, siger forskerne i en pressemeddelelse.
»Princippet er ikke ukendt. Det ligner den måde, de fleste elektriske tandbørster lades op på,« siger Johannes Skaar, der er professor ved NTNU, Norges Teknisk-Naturvitenskabelige Universitet.
»Du sætter tandbørsten ned i en holder. I holderen er der en spole, og i tandbørsten er der en spole. Tilsammen fungerer de som en almindelig transformator. Strømmen overføres fra den ene spole til den anden i nærfeltet mellem dem,« forklarer Skaar.
Men hvis du løfter tandbørsten op fra holderen, er spolerne fra langt fra hinanden, og tandbørsten lader ikke længere op. Det problem har forskerne fra Duke nu til en vis grad løst.
Superlinse-teknologi
De har forklaret, hvordan magnetismen i spolens nærfelt kan fokuseres ved at udnytte såkaldt superlinse-teknologi.
Alle, der har leget med et brændglas i solen har set, at en linse kan samle solstråler i et fokuspunkt. Fokuspunktet kan nemt blive varmt nok til at lave brandmærker i træværk.
Men magnetfelter kan ikke samles med brændglas. En superlinse er nemlig ikke lavet af glas. Den er lavet af små tætsiddende sløjfer af ledning. Kunsten er så at placere disse sløjfer i et bestemt mønster. På den måde opfører det vekslende magnetfelt sig som om, det havde mødt et mærkeligt materiale, som aldrig kunne eksistere naturligt.
Kan godt styre retningen
Forskerne kalder disse materialer for metamaterialer. Det vigtige ved metamaterialer er ikke hvilket stof, de er lavet af.
Hemmeligheden ligger i strukturen, altså i hvordan de er formet. Det får dem til at opføre sig tilsyneladende naturstridigt.
I en almindelig linse bliver strålerne brudt i glassets krumme overflader. I en superlinse brydes strålerne inde i materialet på mærkelige måder. Strålerne kan spejlvendes i forhold til en almindelig linse.
Og superlinsen kan give meget skarpere billeder, for eksempel i mikroskoper og teleskoper.
Når superlinsen fokuserer magnetfeltet, kan man fjerne tandbørsten eller mobiltelefonen op til flere decimeter fra opladeren, og strømmen kommer stadig frem til modtagerspolen.
»Man kan også forestille sig, at fokuspunktet kan flytte sig efter apparatet inden for en vis radius. Det kan godt lade sig gøre at styre superlinsers retning elektrisk,« siger Skaar.
Førsteforfatteren på artiklen, Yaroslav Urzhumov, er ikke uenig.
»Ja, det er muligt at styre det på den måde,« siger han.
»Men det at styre strålen er ikke nødvendigvis den mest praktiske metode til at opnå en dækning over et større område,« fortsætter Urzhumov, som dog ikke kan gå i flere detaljer, da dette fortsat er upubliceret forskning.
Farligt for mennesker?
Men vil disse kraftige magnetfelter ikke være farlige for mennesker, som holder i tandbørsten eller mobiltelefonen?
»De magnetfelter, som forskerne beskriver, har en frekvens på flere millioner svingninger i sekundet. Ved de frekvenser kan vævet i kroppen varmes op ligesom i en mikrobølgeovn. Der er absolut grund til at undersøge det nærmere,« siger Skaar.
»Forskerne har dog behandlet det problem i deres artikel. Det, der giver opvarmning, er hovedsageligt vekslende elektriske felter. Denne teknologi udnytter magnetiske felter. Men de magnetfelter inducerer jo elektriske strømme i kroppen, så det er ikke så nemt at sige,« fortsætter han.
At magnetfelter også kan give varme, er et induktionskomfur et godt eksempel på. Den har en spole i induktionspladen, men der er ingen modtagerspole til at opsamle strømmen. I stedet går den magnetiske energi til at varme kogepladerne.
I fremtiden vil man formentlig kunne overføre endnu større mængder energi trådløst, så man for eksempel kan oplade biler i en fart uden at koble ledninger til, lyder det i pressemeddelelsen fra Duke University.
© forskning.no. Oversat af Magnus Brandt Tingstrøm
