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

شوكولاتة صحية وأكثر استدامة... اختراع سويسري جديد

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 )
تكنولوجيا يتم تشفير محادثات «iMessage» من المرسل إلى المتلقي مما يوفر مستوى عالياً من الخصوصية للرسائل (شاترستوك)

كيف تغادر محادثة «iMessage» جماعية مع وجود مستخدم لنظام «أندرويد»؟

تصبح مغادرة محادثة «iMessage» جماعية على أجهزة «آيفون» مرهقة مع وجود مستخدم لنظام «أندرويد»، إليك الأسباب وطريقة الخروج.

نسيم رمضان (لندن)
الاقتصاد مبنى جامعة القصيم (الموقع الالكتروني)

جامعة سعودية تحصل على براءة اختراع لروبوت يعمل بالطاقة الكهرومغناطيسية  

حصلت جامعة «القصيم» على وثيقة براءة اختراع من «الهيئة السعودية للملكية الفكرية»، عن ابتكار روبوت متسلسل يمكن تشغيله بالطاقة الكهرومغناطيسية.

«الشرق الأوسط» (الرياض)
يوميات الشرق روبوتات بشرية قادرة على التعبير العاطفي جرى تطويرها بالصين في 6 يونيو 2024 (رويترز)

«صنع في الصين»... روبوتات بشرية قادرة على التعبير العاطفي (صور)

نجح مهندسون بمدينة داليان الساحلية شمال شرقي الصين بمصنع «إكس روبوتس» في تطوير روبوتات بشرية قادرة على التعبير العاطفي.

كوثر وكيل (بكين)

حُقن الأنسولين الأسبوعية فعّالة لعلاج السكري

مرضى السكري من النوع الأول بحاجة إلى جرعات الأنسولين بشكل دائم (جامعة سري)
مرضى السكري من النوع الأول بحاجة إلى جرعات الأنسولين بشكل دائم (جامعة سري)
TT

حُقن الأنسولين الأسبوعية فعّالة لعلاج السكري

مرضى السكري من النوع الأول بحاجة إلى جرعات الأنسولين بشكل دائم (جامعة سري)
مرضى السكري من النوع الأول بحاجة إلى جرعات الأنسولين بشكل دائم (جامعة سري)

وجدت دراسة أميركية، أن فئة جديدة من الأنسولين تتطلّب حقنة واحدة فقط أسبوعياً، توفّر فاعلية مماثلة للحُقن اليومية في ضبط مستويات السكر في الدم.

وأوضح الباحثون من المركز الدولي للسكري بمعهد هيلث بارتنرز، في منيابولس بالولايات المتحدة، أن هذه الحقن تلائم مرضى السكري من النوع الأول، وعُرضت النتائج، الأربعاء، أمام المؤتمر السنوي للجمعية الأوروبية لدراسات السكري في مدريد.

ويُذكر أن السكري من النوع الأول مرض مُزمِن يحدث عندما يهاجم جهاز المناعة في الجسم خلايا البنكرياس المنتِجة للأنسولين، ما يؤدي إلى نقص حادّ في إنتاج الأنسولين، وهو هرمون ضروري لتنظيم مستويات السكر في الدم.

وهذا النوع من السكري يبدأ عادةً في مرحلة الطفولة أو المراهقة، ويتطلّب المرضى العلاج بالأنسولين بشكل دائم لضبط مستويات السكر في الدم، والوقاية من مضاعفاته.

وخلال الدراسة، قارن الفريق بين فاعلية حُقن الأنسولين الأسبوعية «إفسيتورا ألفا» (Efsitora Alfa)، وحُقن الأنسولين اليومي «ديغلوديك» (Degludec).

وحقن الأنسولين «إفسيتورا ألفا» هي نوع جديد يُعطى أسبوعياً تحت الجلد، ويخضع للمراقبة والدراسات السريرية في بلدان عدة حول العالم، ويُستخدم بديلاً طويلَ المفعول للأنسولين اليومي، ما يقلّل من عدد الحقن، ويعزّز التحكم الفعال في مستويات السكر.

بالمقابل، فإن حقن الأنسولين «ديغلوديك» تُعطَى يومياً تحت الجلد، وتُعدّ خياراً شائعاً؛ لأنها توفر تحكّماً مستمراً في مستويات السكر بفضل فاعليتها الممتدة طوال اليوم.

وشملت الدراسة 893 مريضاً بالسكري من النوع الأول، واستمرت 52 أسبوعاً في 82 مركزاً صحياً عالمياً.

وأظهرت الدراسة أن الأنسولين الأسبوعي «إفسيتورا ألفا» خفّض مستويات الهيموغلوبين السكري (HbA1c)، وهو مقياس للتحكم في مستويات السكر في الدم، بقدرٍ مقارِب لحقن الأنسولين اليومية «ديغلوديك».

ومع ذلك، فإن استخدام هذه الفئة الجديدة من الأنسولين يرتبط بزيادة حالات نقص السكر الشديد في الدم بين المرضى، مقارنةً بالحقن اليومية، ما يستدعي توخّي الحذر في بداية العلاج، وتعديله إذا لزم الأمر.

وقال الباحثون إنه على الرغم من فاعلية حقن الأنسولين «ديغلوديك» في التحكم بمستويات السكر، فإنها ترتبط أيضاً بزيادة في معدلات حدوث نقص السكر في الدم، ما يمكن أن يؤدي إلى مشكلات صحية تتطلّب مراقبة دقيقة، وتعديلات في الجرعات.

لذلك، يُوصي الباحثون بإجراء مزيد من الأبحاث لفهم كيفية ضبط الجرعات بشكل فعّال، وتفادي نقص السكر في الدم، ما يساعد في تحسين سلامة وفاعلية استخدام الأنسولين الأسبوعي في علاج السكري من النوع الأول.