شبكية صناعية من الغرافين تعيد الأمل لفاقدي البصر

تتمازج مع أنسجة العين الطبيعية

شبكية صناعية من الغرافين تعيد الأمل لفاقدي البصر
TT

شبكية صناعية من الغرافين تعيد الأمل لفاقدي البصر

شبكية صناعية من الغرافين تعيد الأمل لفاقدي البصر

لا يطلق الباحثون على الغرافين اسم «المادة المذهلة» دون سبب، إذ وعلى الرّغم من أنّها تتألف من طبقة واحدة من ذرات الكربون، فإنها شديدة القوة، والمرونة والخفّة، وتتميّز بقدرتها على توصيل الكهرباء وقابليتها للتحلل البيولوجي. واليوم، توصل الباحثون إلى استخدام جديد لهذه المادّة المذهلة: تطوير شبكية صناعية للعين.
وعرض الباحثون دراستهم الشهر الحالي خلال اجتماع عقد في الجمعية الكيميائية الأميركية.
الشبكية هي الطبقة التي تتألّف منها الخلايا الحساسة تجاه الضوء في مؤخرة العين، ومهمتها تحويل الصور إلى نبضات يستطيع الدماغ تفسيرها. وفي حال كان الإنسان يعاني من عطل في الشبكية، هذا يعني أنّه ببساطة فاقد للبصر.
ويعاني الملايين من البشر حالياً من أمراض في الشبكية تمنعهم من الرؤية. وبهدف مساعدتهم على استعادة بصرهم، عمل الباحثون على تطوير شبكيات صناعية. إلّا أنّ الخيارات المتوافرة اليوم ليست مثالية، لأنّ العنصر الذي يتمّ زرعه جامد ومسطّح، والصور التي يكونها أو يركبها غالباً ما تكون غير واضحة أو مشوّهة. وعلى الرغم من أنّ هذا العنصر طريّ، فإنّه بطريقة أو بأخرى قد يسبب بعض الضرر في نسيج العين القريب منه.
ولكن الغرافين، بكلّ خصائصه المتميّزة، قد يكون المفتاح لتطوير شبكيات صناعية أفضل.
وقد نجح باحثون من جامعتي تكساس وسيول الوطنية، بالاعتماد على مزيج من الغرافين وثاني كبريتيد الموليبدينوم (مادة أخرى ثنائية الأبعاد)، والذهب، وأكسيد الألمنيوم، ونيترات السليكون، في تطوير شبكية صناعية، صالحة أكثر من جميع النماذج المتوافرة حالياً، لتحلّ محلّ الشبكة الطبيعية الأصلية. وبناء على الدراسات المختبرية والتجارب التي أجروها على الحيوانات، أكّد الباحثون أنّ الشبكية الصناعية التي طوّروها مطابقة بيولوجياً وفعالة في محاكاة مزايا العين البشرية الحقيقية. كما أنّها تطابق أبعاد الشبكية الطبيعية بشكل أفضل.
في بيان صحافي، قال الباحث نانشو لو من جامعة تكساس: «هذا البرهان هو الأول على إمكانية استخدام بعض طبقات الغرافين وثاني كبريتيد الموليبدينوم لصناعة شبكية صناعية ناجحة. صحيح أنّ هذا البحث لا يزال في أولى مراحله، ولكن يمكن اعتباره نقطة بداية مهمّة في استخدام هذه المواد لاستعادة البصر».
وفي حال جرت الدراسات الأخرى حول الشبكيات التي تحتوي مادة الغرافين كما يأمل الباحثون، فسيكون بإمكاننا أن نضفي قوة خارقة جديدة على السيرة الذاتية لهذه المادة، وهي إعادة البصر لمن فقده.



«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية
TT

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

في المستقبل، يمكن تغطية سيارتك الكهربائية بألواح شمسية -ليس فقط على السطح، ولكن في جميع أنحاء الجزء الخارجي من السيارة- بفضل طلاء خاص.

وسواء كنت تقود السيارة أو كانت متوقفة، يمكن لهذا الطلاء الشمسي حصاد الطاقة من الشمس، وتغذيتها مباشرة في بطارية السيارة الكهربائية. وربما يبدو الأمر وكأنه شيء من كتاب خيال علمي، إلا أن الباحثين في شركة «مرسيدس بنز» يعملون بالفعل على جعله حقيقة واقعة.

عجينة لطلاء شمسي

يقول يوشين شميد، المدير الأول لشركة «مستقبل القيادة الكهربائية» Future Electric Drive، للبحث والتطوير في «مرسيدس بنز» الذي يستكشف تقنيات السيارات الكهربائية في مرحلة مبكرة: «نحن ننتج مئات السيارات يومياً، وسطح السيارة مساحة كبيرة جداً. فلماذا لا نستخدمها لحصاد طاقة الشمس؟».

إن المادة الكهروضوئية التي تبحثها شركة مرسيدس تشبه العجينة التي يمكن وضعها على الجزء الخارجي للسيارة. يبلغ سمك الطلاء 5 ميكرومترات فقط (يبلغ متوسط ​​سمك شعرة الإنسان نحو 100 ميكرومتر)، ويزن 50 غراماً لكل متر مربع.

وقود شمسي لآلاف الكيلومترات

في سيارة رياضية متعددة الأغراض SUV متوسطة الحجم، ستشغل العجينة، التي تطلق عليها مرسيدس أيضاً طلاءً شمسياً، نحو 118 قدماً مربعة، ما ينتج طاقة كافية للسفر لمسافة تصل إلى 7456 ميلاً (12000 كم) في السنة. ويشير صانع السيارة إلى أن هذا يمكن أن يتحقق في «ظروف مثالية»؛ وتعتمد كمية الطاقة التي ستحصدها هذه العجينة بالفعل على قوة الشمس وكمية الظل الموجودة.

طلاء مرن لصبغ المنحنيات

ولأن الطلاء الشمسي مرن، فيمكنه أن يتناسب مع المنحنيات، ما يوفر فرصاً أكبر للطاقة الشمسية مقارنة بالألواح الشمسية الزجاجية التي لا يمكن ثنيها، وبالتالي لا يمكن تثبيتها إلا على سقف السيارة أو غطاء المحرك. يُعدّ الطلاء الشمسي جزءاً من طلاء متعدد الخطوات يتضمن المادة الموصلة والعزل والمادة النشطة للطاقة الشمسية ثم الطلاء العلوي لتوفير اللون (يشكل كل ذلك معاً عمق بـ5 ميكرونات).

لن تكون هذه الطبقة العلوية طلاءً قياسياً للسيارات لأنها لا تحتوي على صبغة. بدلاً من ذلك، ستبدو هذه الطبقة أشبه بجناح الفراشة، كما يقول شميد، وستكون مادة شديدة الشفافية مليئة بجسيمات نانوية تعكس الأطوال الموجية من ضوء الشمس. كما يمكن تصميمها لتعكس أطوال موجية محددة، ما يعني أن السيارات الكهربائية يمكن أن تأتي بألوان أخرى.

وسيتم توصيل الطلاء الشمسي أيضاً عن طريق الأسلاك بمحول طاقة يقع بجوار البطارية، الذي سيغذي مباشرة تلك البطارية ذات الجهد العالي.

تأمين أكثر من نصف الوقود

ووفقاً للشركة فإن متوسط سير ​​السائق هو 32 ميلاً (51.5 كم) في اليوم؛ هناك، يمكن تغطية نحو 62 في المائة من هذه الحاجة بالطاقة الشمسية من خلال هذه التكنولوجيا. بالنسبة للسائقين في أماكن مثل لوس أنجليس، يمكن أن يغطي الطلاء الشمسي 100 في المائة من احتياجات القيادة الخاصة بهم. يمكن بعد ذلك استخدام أي طاقة إضافية عبر الشحن ثنائي الاتجاه لتشغيل منزل شخص ما.

على عكس الألواح الشمسية النموذجية، لا يحتوي هذا الطلاء الشمسي على أي معادن أرضية نادرة أو سيليكون أو مواد سامة أخرى. وهذا يجعل إعادة التدوير أسهل. وتبحث «مرسيدس» بالفعل عن كيفية جعل إصلاحه سهلاً وبأسعار معقولة.

يقول شميد: «قد تكون هناك مخاوف من أن سيارتي بها خدش، فمن المحتمل أن لوحة الباب معطلة»، وتابع: «لذا اتخذنا احتياطاتنا، ويمكننا بسهولة القول إن لدينا تدابير مضادة لذلك».

ومع تغطية المركبات الكهربائية بالطلاء الشمسي، لن يكون هناك الكثير من القلق بشأن شبكات الشحن، أو الحاجة إلى قيام الناس بتثبيت أجهزة الشحن في منازلهم. ويقول شميد : «إذا كان من الممكن توليد 50 في المائة أو حتى أكثر من قيادتك السنوية من الشمس مجاناً، فهذه ميزة ضخمة ويمكن أن تساعد في اختراق السوق».

ومع ذلك، فإن حقيقة طلاء سيارتك الكهربائية بالطاقة الشمسية لا تزال على بعد سنوات، ولا تستطيع مرسيدس أن تقول متى قد يتم طرح هذا على طرازاتها، لكنها شركة واثقة من تحقيقها.

* مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».

اقرأ أيضاً