مولد كهروحراري للتقنيات القابلة للارتداء

مولد كهروحراري للتقنيات القابلة للارتداء

يصنع من القطن ويحصد الطاقة من حرارة الجسم
الاثنين - 26 جمادى الآخرة 1440 هـ - 04 مارس 2019 مـ رقم العدد [ 14706]
لندن: «الشرق الأوسط»
يحصد هذا المولد المصنوع من القطن حرارة الجسم لتزويد الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء بالطاقة.
لا شكّ في أنّ هذه الطريقة الجديدة القائمة على حصاد الطاقة الكهربائية من حرارة الجسم ستشكّل مصدراً لإلهام الكثير من الأجهزة القابلة للارتداء التي لن تحتاج للاتصال بأي منفذ.
إلا أن فرق الجهد الكهربائي الضعيف الذي تولده هذه التقنية الكهروحرارية والذي يبلغ عدداً من وحدات ميلي فولت لن يتيح إلا استخداماً طفيفاً لهذ الطاقة من قبل أي جهاز إلكتروني يتصل بها. ولكن المطورين يشيرون إلى وجود الكثير من أجهزة مراقبة الرشاقة والمراقبة الطبية القابلة للتزوّد بالطاقة من داخل تصميمها الخاص فعلاً.
قماش «كهربائي»
يتألف المولّد الكهروحراري القابل للارتداء الجديد من مواد غير سامة وغير مسببة للحساسية، مما يجعله مرشحاً قوياً للدخول في صناعة الأجهزة القابلة للارتداء.
في الحقيقة، تقول تريشا أندرو، أستاذة محاضرة في الكيمياء من جامعة ماساتشوستس في آمهرست، إنّ المادة التي صمم منها المولّد هي عبارة عن نسيج قطني قديم عادي.
وفي شرح أكثر دقّة، قالت أندرو إنّ هذا المولّد يتألف من شريط قطني مصنوع بتقنية الترسيب البخاري ومغطّى بطبقة مطعمة (بـ3. 4 إيثيلينيديوكسيثيوفين) أو ما يعرف بـ«بيدوت - سي إل»... وعند ارتدائها، يتلامس أحد طرفي الشريط القماشي مع جلد الشخص الذي يضعه ويستشعر بالتالي درجة حرارة جسمه، فيكون الطرف الآخر مكشوفاً تلقائياً للهواء. وكلما زاد الاختلاف بين درجة الحرارة التي يحصل عليها طرفا القطعة، كان الإنتاج الكهربائي أكبر.
تقول أندروز إن مختبرات أخرى عملت سابقاً على تجربة أجهزة فعّالة جداً في حصاد الطاقة، ولكنّها للأسف كانت مصنوعة من مواد أرضية سامة ونادرة جداً كـ«تيلوريد البزموت». وتضيف أنّ تجارب أخرى شبيهة حاولت الاعتماد على بديل من المولدات الكهروحرارية غير المضرّة حيوياً، ولكنّها لسوء الحظّ، كانت غالباً ضعيفة في حصاد الطاقة إلى درجة عدم قدرتها على توليد أكثر من جزء بسيط من مللي فولت واحد.
أمّا الابتكار في الجهاز الجديد فكان استخدام الترسيب البخاري للبوليمر على سطح الألياف القطنية فحسب، وليس إغراق القطعة بكاملها بالبوليمرات.
وبفضل حيلة الترسيب البخاري هذه، «يمكن للبوليمر أن يصبح شديد التوصيل الكهربائي، وأن تتولى مادة الـ(بيدوت – سي إل)». تأمين هذه الفعالية. ولكن، ولأن البوليمر موجود على السطح الخارجي للألياف القطنية فحسب، تحافظ كثافة المادة (أي القطن على سبيل المثال) على قدرتها على أداء دورها في العزل الحراري.
وكشفت أندروز وشريكتها أليسون، اللتان نشرتا بحثهما في دورية «أدفانسد ماتيريالز تكنولوجيز» أنّهما تقدّمتا بطلب للحصول على براءة اختراع لتقنيتهما.
ولفتت أندروز إلى أنّ التطبيقات الأولى التي قد يصار إلى استخدام هذا الابتكار فيها ستكون غالباً في المجال الطبي. فقد اختبرت العالمتان أوّل النماذج التجريبية لابتكارهما في عصبة لليد صممتها أليسون مع فتحة تتيح لأحد أطراف القماشة المغطاة بالـ«بيدوت سي إل». بلمس بشرة الشخص، وترك الطرف الآخر مكشوفاً للهواء.

- ابتكار جديد
وترى أليسون أنّ معظم تطبيقات هذه التقنية ستحصل في درجة الحرارة المحيطة أو في البيئات الباردة. (حتى أنها تشير إلى أنّ العرق يساعد في زيادة التوصيل الكهربائي، أي يمكن استخدام هذه التقنية في الأجهزة القابلة للارتداء الخاصة بالرياضة والتمارين).
المملكة المتحدة science Technology

اختيارات المحرر

الوسائط المتعددة