شعاع ليزر «يهمس» بالأسرار في الأذن

يوجه رسائل إلى شخص محدد وسط حشد من الجمهور

شعاع ليزر «يهمس» بالأسرار في الأذن
TT

شعاع ليزر «يهمس» بالأسرار في الأذن

شعاع ليزر «يهمس» بالأسرار في الأذن

تخيّلوا أنكم جالسون في حفلة عشاء مع مجموعة من الأصدقاء عندما يقترب منكم ضوء ليزر ويقذف بـ«رذاذ مياه» في آذانكم... عندها، تسمعون صوت ابنكم الأكبر وهو يهمس في أذنكم يقول: «يجب أن تأتي إلى المنزل على الفور؛ فقد وقع أخي الصغير وجرحت رجله، ويجب نقله للعلاج». وعندها، تقفون، تطلبون الإذن بالانصراف، وتغادرون. ولا يملك الأصدقاء أدنى فكرة عن سبب المغادرة طبعاً، ولكنّهم يفترضون أنكم سمعتم رسالة مجهولة بالنسبة لهم في الغرفة المليئة بالضجيج، انتقلت إلى أذنكم عبر أشعة الليزر.

الليزر الهامس
هذا هو المستقبل الذي تخيّله علماء «معهد ماساتشوستس للتقنية» عندما طوّروا نظاماً لإرسال الصوت في أرجاء الغرفة من خلال استخدام أشعة الليزر.
وليست تقنيتهم هذه الأولى التي تستخدم الليزر لإرسال الموجات الصوتية، ولكنّها الأعلى تطورا، فقد أوضح تقرير نشرته دورية «أوبتيك ليترز» في 25 يناير (كانون الثاني) الماضي أنّ هذه الآلة تعتمد على تمرير شعاع الليزر ذهاباً وإياباً عبر ذرّات المياه في الهواء إلى أذن أحدهم.
وهذه الحركة التمريرية (التي تتمّ بواسطة مرآة سريعة الحركة) تدفع الذرّات إلى الحركة، وتدفعها للاصطدام بذرات الهواء المحيط وإصدار موجات صوتية.
وفي بيان له، قال تشارلز واين، الباحث الرئيسي في هذه الدراسة: «هذه التقنية صالحة حتى في الأماكن الجافة نسبياً، وذلك بسبب الوجود الدائم للمياه في الهواء ولو بكمية قليلة، خصوصا عند وجود أشخاص في الوسط المحيط. كما وجدنا أننا لسنا بحاجة لاستخدام موجة ليزر بطول تمتصه المياه بقوة، لأنّ الامتصاص القوي يولّد صوتاً أقوى، الأمر الذي ساهم في نجاح هذه التجربة».
ولفت الباحثون إلى أنّهم اليوم يعملون على تطوير طرق أخرى لإنتاج أصوات أوضح، ولكنّ هذه الطرق (كتشغيل أشعة الليزر وإبطالها بشكل سريع جداً لتحريك ذرّات المياه) لا تصدر أصواتاً عالية كتلك التي تصدرها تقنيتهم.

صوت بين الحشد
وتهدف هذه التقنيات بشكل رئيسي إلى إرسال رسائل إلى أفراد أثناء وجودهم في وسط حشد من الناس دون أن يسمعها الآخرون. ويقول بيان الباحثين: «يمكن استخدام إمكانية إرسال إشارات صوتية هادفة عبر الهواء للتواصل في الغرف المكتظّة أو لتحذير الأفراد من أوضاع خطرة كوجود مطلق للنار».
وتحدّث الباحثون في ورقتهم البحثية عن وجود بعض تقنيات الصوت عبر الليزر التي لا تزال قيد التطوير في المؤسسة العسكرية.
ولكن النقطة المهمة التي يجب التركيز عليها هنا هي أنّ الفكرة الأساسية لهذه التقنية ليست بجديدة؛ إذ تلفت الدراسة إلى أنّ ألكساندر غراهام بيل، مخترع الهاتف، أصدر براءة اختراع لتقنية مشابهة منذ عام 1880 مع شريك له يدعى تشارلز سامر تينتر، مهمتها نقل الصوت عبر الضوء.
وكان «ناقل الصوت عبر الضوء» الذي حمل توقيع بيل وتينتر عبارة عن «آلة للتحكّم في الضوء وتحويله إلى شكل متغيّر، بحيث ينتج سقوطه على الأداة المتلقية المناسبة صوتاً». بمعنى آخر؛ أنهم «ذبذبوا الضوء على مواد معينة لإنتاج الصوت».
لا شك في أن النظامين يختلفان في نقاط أساسية؛ أهمها أنّ نظام «معهد ماساتشوستس» يعتمد على بخار الماء المحيط أداةً للتلقي، وعلى الليزر دون غيره من الأضواء، إلا إن الفكرة الكامنة خلف التقنيتين هي نفسها.
وكتب الباحثون أن الخطوة التالية للمعهد ستكون تجربة نظامهم في أماكن مفتوحة وعلى نطاق أطول.



«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