جهاز مرن يستمد طاقته من حرارة الجسم

الجهاز الجديد مرن ويستخدم حرارة الجسم لتشغيل أجهزة إلكترونية صغيرة (جامعة واشنطن)
الجهاز الجديد مرن ويستخدم حرارة الجسم لتشغيل أجهزة إلكترونية صغيرة (جامعة واشنطن)
TT

جهاز مرن يستمد طاقته من حرارة الجسم

الجهاز الجديد مرن ويستخدم حرارة الجسم لتشغيل أجهزة إلكترونية صغيرة (جامعة واشنطن)
الجهاز الجديد مرن ويستخدم حرارة الجسم لتشغيل أجهزة إلكترونية صغيرة (جامعة واشنطن)

في تطور تكنولوجي جديد، تمكن باحثون أميركيون، من تطوير جهاز مرن وقابل للارتداء يمكنه تحويل حرارة الجسم إلى طاقة كهربائية لتشغيل أجهزة إلكترونية صغيرة مثل البطاريات أو المصابيح المضيئة (LED).

وأوضح الباحثون، بجامعة واشنطن أن هذا الجهاز يُعد ابتكاراً مثيراً، حيث يعمل فور وضعه على الجلد لإضاءة مصباح (LED) باستخدام حرارة الجسم فقط، ونشرت النتائج، الثلاثاء، في دورية «Advanced Materials».

ووفق الفريق، فإن أحد عيوب أجهزة تتبع اللياقة البدنية والأجهزة القابلة للارتداء الأخرى هو انتهاء عمر البطاريات بمرور الوقت، لكن ماذا لو تمكنا في المستقبل من استخدام حرارة الجسم لتزويد هذه التكنولوجيا بالطاقة؟

تقليدياً، تكون الأجهزة التي تستخدم الحرارة لتوليد الكهرباء صلبة وهشة، لكن فريق البحث ابتكر جهازاً شديد المرونة والنعومة بحيث يتكيف مع شكل ذراع الشخص.

وصُمم هذا الجهاز من الصفر. وبدأ الباحثون بالتصميمات لتحديد أفضل مجموعة من المواد والهياكل، ثم قاموا بإنشاء معظم المكونات في المختبر.

ووفق الفريق، فإن الجهاز يتميز بقدرته على الاستمرار في العمل حتى بعد تعرضه للثقب عدة مرات أو تمديده لآلاف المرات، مما يجعله مرناً وقوياً للغاية.

ويتكون الجهاز من ثلاث طبقات رئيسية، هي طبقة مركزية تحتوي على أشباه موصلات حرارية تحول الحرارة إلى كهرباء، وهذه الطبقة محاطة بمواد مركبة مطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد لتعزيز كفاءة تحويل الطاقة وتقليل الوزن. ولإعطائه مرونة بعد التمدد، تم استخدام معادن سائلة موصلة لتوصيل أشباه الموصلات.

ويؤكد الفريق البحثي أن هذا الجهاز يمكن أن يستخدم في العديد من التطبيقات الأخرى بجانب الأجهزة القابلة للارتداء. على سبيل المثال، يمكن تثبيته على الأجهزة الإلكترونية التي ترتفع حرارتها في أثناء العمل، مثل خوادم مراكز البيانات، لاستخدام الحرارة المهدرة في تشغيل مستشعرات لمراقبة درجة الحرارة والرطوبة، مما يساعد في تقليل استهلاك الطاقة.

وقال الباحثون إن الجهاز يعتمد على تقنيات جديدة تتيح له تحويل حرارة الجسم مباشرة إلى طاقة كهربائية، وهو إنجاز لم يكن ممكناً من قبل باستخدام الأجهزة التقليدية.

وأضافوا أنه يمكن استخدام هذا الجهاز لتسخين أو تبريد الأسطح، ما قد يفتح الباب لاستخدامه في تقنيات الواقع الافتراضي وغيرها من الأجهزة القابلة للارتداء لخلق أحاسيس حارة وباردة على الجلد، أو تحسين الراحة العامة للمستخدمين الذين يستخدمون هذه الأجهزة.


مقالات ذات صلة

تطوير روبوت لتنظيف دورات المياه

علوم ذراع روبوتية ذكية (جامعة فيينا للتكنولوجيا)

تطوير روبوت لتنظيف دورات المياه

نجح فريق من الباحثين في تطوير روبوت جديد يمكنه أن يحاكي حركات البشر في تنظيف دورات المياه بكفاءة عالية.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
صحتك الجهاز يحتوي على شبكة من 19 مشغلاً مغناطيسياً محاطاً بمادة سيليكون مرنة (جامعة نورث وسترن)

جهاز يوجه المكفوفين لتجنب العوائق والحفاظ على التوازن

طوّر فريق من المهندسين، بقيادة جامعة نورث وسترن الأميركية، جهازاً قابلاً للارتداء يحاكي حاسة اللمس؛ لمساعدة ذوي الإعاقة البصرية ومستخدمي الأطراف الاصطناعية.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
يوميات الشرق نسخة مُكبرة من البطارية (جامعة أكسفورد)

بطارية ليثيوم قابلة للتحلُّل داخل الجسم

حقّق باحثو جامعة «أكسفورد» البريطانية خطوة مهمّة نحو إنتاج بطاريات ذكية مصغَّرة وناعمة الملمس يمكن استخدامها في مجموعة متنوّعة من التطبيقات الطبّية داخل الجسم.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
يوميات الشرق ثمرة الكاكاو من بيكسباي

شوكولاتة صحية وأكثر استدامة... اختراع سويسري جديد

قام باحثون في المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا في زيوريخ السويسرية، بقيادة العالم كيم ميشرا وفريقه، بتطوير طريقة جديدة لصنع الشوكولاتة باستخدام كامل ثمرة الكاكاو.

«الشرق الأوسط» (زيوريخ)
تكنولوجيا الروبوت أظهر القدرة على تنفيذ الحركات التي تعلَّمها (جامعة كاليفورنيا)

تدريب روبوت على الرقص والتلويح ومصافحة البشر

استطاع مهندسون في جامعة كاليفورنيا الأميركية تدريب روبوت على تعلّم وتنفيذ مجموعة متنوّعة من الحركات التعبيرية للتفاعل مع البشر، بما في ذلك رقصات بسيطة وإيماءات.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )

4 دقائق من المجهود اليومي تقلل من خطر إصابة النساء بالنوبات القلبية

الأنشطة الروتينية عالية الكثافة مثل صعود السلالم تقلل من خطر إصابة النساء بالنوبات القلبية إلى النصف (رويترز)
الأنشطة الروتينية عالية الكثافة مثل صعود السلالم تقلل من خطر إصابة النساء بالنوبات القلبية إلى النصف (رويترز)
TT

4 دقائق من المجهود اليومي تقلل من خطر إصابة النساء بالنوبات القلبية

الأنشطة الروتينية عالية الكثافة مثل صعود السلالم تقلل من خطر إصابة النساء بالنوبات القلبية إلى النصف (رويترز)
الأنشطة الروتينية عالية الكثافة مثل صعود السلالم تقلل من خطر إصابة النساء بالنوبات القلبية إلى النصف (رويترز)

أكدت دراسة جديدة أن النساء اللاتي يقمن يومياً بـ4 دقائق من المجهود اليومي والأنشطة الروتينية عالية الكثافة، مثل صعود السلالم بدلاً من استخدام المصعد، يمكن أن يقللن من خطر إصابتهن بالنوبات القلبية إلى النصف.

ومن المعروف أن الفترات الأطول من النشاط البدني عالي الكثافة ترتبط بانخفاض كبير في مخاطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. إلا أنه لم يكن من الواضح ما إذا كانت فترات أقصر بكثير من هذا النوع من النشاط، والتي غالباً ما تكون جزءاً من الروتين اليومي، قد تكون فعالة أيضاً في تعزيز صحة القلب.

ووفق صحيفة «الغارديان» البريطانية، فقد استخدمت الدراسة الجديدة البيانات الصحية الخاصة بأكثر من 81 ألف شخص في منتصف العمر، والمسجلة في البنك الحيوي «بيوبانك»؛ وهي قاعدة بيانات بحثية تتضمن المعلومات الوراثية والصحية لما يزيد على نصف مليون بريطاني.

وارتدى المشاركون جهاز تعقب للنشاط لمدة 7 أيام، وجرى تتبع صحة قلبهم بحلول نهاية الدراسة التي استمرت 9 سنوات.

ووجدت النتائج أن النساء اللاتي قمن بنشاط ومجهود يومي مكثف يومياً لمدة 3.4 دقيقة في المتوسط كُنّ أقل عرضة بنسبة 45 في المائة للإصابة بنوبة قلبية أو سكتة دماغية أو قصور في القلب مقارنة بالنساء اللاتي لم يمارسن أي نشاط.

وعلى وجه التحديد، كان خطر الإصابة بنوبة قلبية أقل بنسبة 51 في المائة، وكان خطر الإصابة بقصور القلب أقل بنسبة 67 في المائة.

وكانت الارتباطات أقل وضوحاً وأهمية لدى الرجال، فالرجال الذين تمكنوا من ممارسة 5.6 دقيقة من هذه النشاطات يومياً، ولكن من دون ممارسة الرياضة بشكل رسمي، قلّلوا من خطر الإصابة بالنوبات القلبية والسكتات الدماغية وقصور القلب بنسبة 16 في المائة فقط.

وقال الباحثون إن هذه النتائج التي نشرت في المجلة البريطانية للطب الرياضي، مهمة بشكل خاص بالنسبة للنساء اللاتي لا يُمارسن الرياضة بانتظام، أو لا يستطعن ممارستها لأي سبب كان، لأن النساء يملن إلى الحصول على مستوى أقل من اللياقة القلبية التنفسية، مقارنة بالرجال في أي عمر معين.