第261章 微观长城——“蒲公英”计划迈向工程验证的艰难第一步(1/2)

“蒲公英”计划在学术层面引发国际轰动之后,迅速转入了更为艰苦、也更为关键的阶段——原理样机向工程验证样机的转化。上级部门在综合评估了其巨大的潜在战略价值后,正式将其列入某个国家级前沿探索项目的支持清单,给予了更稳定的经费保障和更高的优先级,同时也提出了明确的时间节点和性能指标要求。

这意味着,唐七七和她的团队不能再满足于在超净实验室里制作出几个能演示概念的“小绿豆”,他们需要打造出足够稳定、具备一定环境适应性、能够支持小规模野外实地测试的 “蒲公英”工程验证样机。这是一次从“科学发现”到“工程技术”的艰难跨越。

第一个巨大的挑战,来自于微型化与可靠性的矛盾。为了将射频能量收集器、脉冲感知核心、反向散射通信模块集成在毫米乃至亚毫米尺度上,他们不得不采用最先进的mems加工工艺和三维堆叠技术。然而,越是微小的结构,对外界环境(温度、湿度、振动)就越发敏感,其制造的良品率和长期工作的可靠性都急剧下降。

“封装!我们必须解决封装问题!”mems专家在项目进度会上几乎是在呐喊,“没有可靠的封装保护,再精巧的芯片在真实环境下也活不过三天!但传统的封装工艺和材料,会彻底破坏我们追求的微型化和柔性!”

团队不得不投入大量精力,研究新型的、兼具保护性、柔性和微型化的封装材料和工艺,这本身就是一个全新的课题。

第二个挑战,来自于能源系统的极端不稳定性。环境射频能量本身就如同一缕游丝,时强时弱,飘忽不定。虽然他们的收集器效率提升了十倍,但收集到的能量依然微弱且波动巨大。如何在这种“饥一顿饱一顿”的能源条件下,确保节点能够完成最基本的“感知-触发-通信”逻辑,是对电源管理电路的极致考验。

赵向阳和硬件团队设计了几十种备选的电能存储和管理方案,从飞法(ff)级别的微型电容到各种复杂的电压倍增和稳压电路,试图在这微瓦甚至纳瓦级别的能量世界里,建立起一个稳定的“微能源电网”。

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