Một nhóm kỹ sư điện tại Đại học Illinois, Mỹ đã tìm cách để điện thoại di động và máy tính xách tay có thời gian hoạt động dài hơi, nhiều lần hơn so với thiết bị hiện tại sau khi sạc đầy pin. Để làm được điều này, nhóm nghiên cứu tập trung vào việc biến đổi thiết bị bộ nhớ kỹ thuật số vì chúng là đơ...
Một nhóm kỹ sư điện tại Đại học Illinois, Mỹ đã tìm cách để điện thoại di động và máy tính xách tay có thời gian hoạt động dài hơi, nhiều lần hơn so với thiết bị hiện tại sau khi sạc đầy pin.
Để làm được điều này, nhóm nghiên cứu tập trung vào việc biến đổi thiết bị bộ nhớ kỹ thuật số vì chúng là đơn vị tiêu thụ điện năng nhiều nhất.
Ảnh minh họa
Bộ nhớ tạm của thiết bị di động chứa một dây kim loại mỏng, mỗi khi cần truy cập thông tin thì dòng điện sẽ truyền qua đó để lấy dữ liệu. Vì vậy, nếu giảm kích thước của sợi kim loại xuống càng nhỏ thì điện năng tiêu thụ càng thấp. Các nhà nghiên cứu đã thay sợi kim loại bằng ống nano carbon với kích cỡ 10.000 lần nhỏ hơn sợi tóc, do vậy các bit bộ nhớ được truy xuất nhanh hơn nhưng lại ít tốn điện hơn.
Giáo sư Eric Pop, người lãnh đạo nhóm nghiên cứu cho biết, thành quả này sẽ giúp người dùng cắm thiết bị di động của mình vào bộ sạc qua đêm rồi dùng nó trong nhiều tuần, thậm chí là nhiều tháng. Nhóm của ông cũng đang hướng nghiên cứu vào cách nạp pin cho thiết bị di động qua nhiệt năng, động năng và quang năng. (Theo Telegraph)
Một nhóm kỹ sư điện tại Đại học Illinois, Mỹ, đang tìm cách kéo dài đáng kể thời gian hoạt động của điện thoại di động và máy tính xách tay sau mỗi lần sạc đầy pin. Mục tiêu của họ là tạo ra những thiết bị có thể vận hành lâu hơn hiện nay nhiều lần, qua đó giảm đáng kể số lần người dùng phải tìm bộ sạc trong cuộc sống hằng ngày. Nếu thành công, người dùng có thể sạc điện thoại qua đêm rồi tiếp tục sử dụng trong nhiều tuần, thậm chí nhiều tháng, thay vì thường xuyên sạc lại như hiện nay.
Để đạt mục tiêu này, nhóm nghiên cứu không bắt đầu từ viên pin mà tập trung vào bộ nhớ kỹ thuật số, bộ phận được xem là một trong những đơn vị tiêu thụ điện năng nhiều nhất. Bộ nhớ đảm nhiệm việc lưu trữ và truy xuất dữ liệu, nên hoạt động liên tục trong điện thoại, máy tính xách tay cùng nhiều thiết bị điện tử nhỏ gọn khác. Mỗi thao tác mở ứng dụng, đọc thông tin hoặc chuyển đổi dữ liệu đều cần bộ nhớ làm việc, khiến lượng điện tiêu thụ tăng lên theo cường độ sử dụng thiết bị.
Trong bộ nhớ tạm của thiết bị di động có một sợi dây kim loại mỏng, nơi dòng điện truyền qua mỗi khi hệ thống cần truy cập thông tin được lưu trữ. Dòng điện đi qua sợi dây này để lấy dữ liệu, vì vậy kích thước của dây trở thành yếu tố quan trọng quyết định mức năng lượng cần dùng. Các nhà nghiên cứu nhận thấy, nếu giảm được kích thước sợi dẫn xuống càng nhỏ, lượng điện cần thiết cho quá trình truy xuất dữ liệu cũng có thể giảm theo.
Thay vì tiếp tục sử dụng sợi kim loại truyền thống, nhóm kỹ sư đã đưa vào thiết kế một loại vật liệu đặc biệt mang tên ống nano carbon. Ống nano carbon có kích cỡ nhỏ hơn sợi tóc tới 10.000 lần, tạo ra một cấu trúc cực kỳ gọn, phù hợp với yêu cầu thu nhỏ các linh kiện bộ nhớ. Theo nhóm nghiên cứu, việc thay thế này giúp các bit bộ nhớ được truy xuất nhanh hơn, đồng thời tiêu tốn ít điện năng hơn trong quá trình vận hành.
Hai lợi ích đó có ý nghĩa lớn với thiết bị di động, bởi tốc độ xử lý và thời lượng pin thường phải cân bằng trong một không gian phần cứng rất hạn chế. Khi bộ nhớ tiêu thụ ít điện hơn, phần năng lượng còn lại có thể được dành cho màn hình, bộ xử lý, kết nối mạng hoặc những hoạt động khác của thiết bị. Nhờ vậy, điện thoại và máy tính xách tay có triển vọng hoạt động lâu hơn sau mỗi lần sạc, dù bài nghiên cứu tập trung chủ yếu vào công nghệ bộ nhớ.
Giáo sư Eric Pop, người lãnh đạo nhóm nghiên cứu, cho biết thành quả này có thể thay đổi cách người dùng hình dung về chu kỳ sạc thiết bị di động. Theo viễn cảnh ông nêu, người dùng chỉ cần cắm điện thoại vào bộ sạc qua đêm, sau đó có thể sử dụng thiết bị trong nhiều tuần thay vì phải sạc mỗi ngày. Thời gian hoạt động thậm chí có thể kéo dài nhiều tháng, nếu công nghệ được hoàn thiện và tích hợp hiệu quả vào các sản phẩm điện tử thương mại.
Dù vậy, thông tin từ nghiên cứu hiện chủ yếu mô tả hướng phát triển bộ nhớ tiết kiệm năng lượng, chưa đồng nghĩa mọi điện thoại hiện nay lập tức đạt thời lượng như vậy. Nhóm nghiên cứu của Eric Pop cũng không chỉ dừng ở việc giảm điện năng tiêu thụ trong bộ nhớ, mà đang mở rộng sang những phương thức nạp năng lượng mới. Các hướng được xem xét gồm khai thác nhiệt năng, động năng và quang năng, những nguồn năng lượng xuất hiện trong môi trường hoặc phát sinh từ hoạt động sử dụng thiết bị.
Nếu những hướng này đạt kết quả, thiết bị di động có thể nhận thêm năng lượng từ nhiệt, chuyển động hoặc ánh sáng, thay vì chỉ phụ thuộc vào ổ cắm và bộ sạc truyền thống. Kết hợp bộ nhớ dùng ít điện với các phương pháp nạp pin đa dạng có thể mở ra thiết kế thiết bị bền bỉ hơn, thuận tiện hơn cho người dùng trong tương lai.
