بطارية قابلة للطي تعمل بواسطة بكتريا مياه الصرف الصحي

كتبت: يارا كمال

طوّر العلماء بطارية تعمل بواسطة البكتريا على ورقة واحدة، والتي يُقال إنها قد تكون مصدر طاقة رخيص وسهل التصنيع لأجهزة الاستشعار الطبية في المناطق النامية والبعيدة.

إن البطارية الورقية القابلة للطي هي آخر مثال لما يُعرف بـ«البطاريات الحيوية»، التي تخزن الطاقة التي تنتجها المركبات العضوية. في هذه الحالة، فإن البكتريا الشائعة في مياه الصرف الصحي هي التي تنتج الطاقة.

إن هذا التصميم المعتمد على الورق جزء من مجال بحثي جديد يُدعى «papertronics»، وهو اتحاد بين كلمتي «paper» أي ورق و«Electronics» أي إلكترونيات.

إن المكونات البسيطة المطلوبة لصناعة تلك الأنواع من الإلكترونيات المعتمدة على الورق يجب أن يكون العثور عليها في المناطق البعيدة في العالم سهلًا، مما يجعلها بديلًا احتياطيًا يمكن الاعتماد عليه في الأماكن التي لا تتوفر بها شبكات الكهرباء أو البطاريات التقليدية.

قال المهندس «سيان شوي» من جامعة «بينجهامتون» إن الإلكترونيات المعتمدة على الورق برزت مؤخرًا كطريقة بسيطة ومنخفضة التكلفة لتشغيل أجهزة الاستشعار التشخيصية التي في المتناول في نقطة الرعاية السريرية.

لصناعة تلك البطارية، وضع الباحثون شريط من نترات الفضة على قطعة من الورق الكروماتوغرافي، ووضعوا فوقهما طبقة رفيعة من الشمع لعمل مهبط –أي القطب الموجب من البطاريات-.

على الناحية الأخرى من الورقة، صنع الفريق خزان من البوليمر الموصل، والذي يعمل كمصعد –القطب السالب-، ما إن يُملأ بقطرات قليلة من مياه الصرف الصحي التي تحتوي على بكتريا.

عندما تُطوى الورقة، وبالتالي يتلامس المهبط والمصعد، تعمل البطارية بالتمثيل الغذائي البكتيري، الذي يُعرف أيضًا بالتنفس الخلوي.

حتى الآن، يحتاج الأمر إلى ملايين البطاريات الورقية لتوليد طاقة كافية لتشغيل لمبة 40 وات، وبالتالي لن يكون هذا النوع من التكنولوجيا حلًا لتشغيل الإلكترونيات التقليدية قريبًا.

قال الباحثون إن البطارية قوية بشكلٍ كافٍ لتشغيل أجهزة الاستشعار الطبية مثل تلك التي تراقب مستويات الجلوكوز لدى مرضى السكر أو التي تكشف عن مسببات الأمراض، مما يساعد في تقديم المساعدات الطبية العاجلة للبشر الذي يحتاجون المساعدة في الأماكن التي لا توجد بها الطاقة الكهربائية.

المصادر:   sciencealert  sciencedaily