Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu chế tạo vật liệu biến hóa có từ trường định xứ ứng dụng trong truyền dẫn năng lượng không dây ở dải tần số MHz

Luận án này tập trung vào lĩnh vực truyền dẫn năng lượng không dây (WPT), một công nghệ đang phát triển nhanh chóng với nhiều ứng dụng tiềm năng. Trong các phương pháp WPT, truyền dẫn cộng hưởng từ (MR-WPT) được đánh giá cao nhờ khả năng truyền năng lượng qua khoảng cách xa hơn so với cảm ứng từ. Tuy nhiên, hiệu suất truyền dẫn của MR-WPT giảm nhanh khi khoảng cách tăng, hạn chế ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực quan trọng như y tế, quân sự và xe điện.

Nghiên cứu này hướng đến các nhà khoa học, kỹ sư, nghiên cứu sinh và sinh viên trong các lĩnh vực vật liệu điện tử, kỹ thuật điện tử, vật lý ứng dụng, kỹ thuật vô tuyến, và truyền dẫn năng lượng không dây. Đặc biệt, nó hữu ích cho những ai quan tâm đến việc phát triển các giải pháp truyền năng lượng không dây hiệu quả hơn cho các thiết bị điện tử, y tế cấy ghép và xe điện.

Nghiên cứu này khảo sát việc chế tạo và ứng dụng vật liệu biến hóa (metamaterials - MM) có từ trường định xứ nhằm cải thiện hiệu suất của hệ thống truyền dẫn năng lượng không dây cộng hưởng từ (MR-WPT) ở dải tần số MHz. Luận án bắt đầu bằng việc tổng quan về WPT, các loại vật liệu biến hóa và nguyên lý hoạt động của chúng trong truyền năng lượng. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm tính toán lý thuyết, mô phỏng (sử dụng phần mềm CST Studio Suite) và thực nghiệm để đánh giá các đặc trưng điện từ của vật liệu MM và hiệu suất của hệ thống MR-WPT. Cụ thể, luận án đi sâu vào việc khảo sát các tham số ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống MR-WPT cơ bản, đồng thời thiết kế và chế tạo vật liệu MM để tăng cường hiệu suất. Nghiên cứu cũng tập trung vào vật liệu MM linh hoạt có khả năng uốn cong hoặc gấp, tích hợp hốc cộng hưởng để tối ưu hóa sự lan truyền năng lượng từ trường. Ngoài ra, luận án còn khám phá việc chế tạo vật liệu MM 2-D không đồng nhất với từ trường định xứ để nâng cao hiệu quả truyền dẫn. Các kết quả nghiên cứu và thực nghiệm đã chứng minh tiềm năng của vật liệu MM trong việc mở rộng khoảng cách và tăng cường hiệu suất truyền năng lượng không dây, góp phần giải quyết những thách thức hiện có trong các ứng dụng thực tiễn.