علماء يطوّرون مواد تولد الكهرباء بمجرد لمسها
كتب: أحمد حسين
طوّر مهندسون كهربائيّون بجامعة ميتشيجان مادة مرنة تُشبة أفلام الكاميرات القديمة، يمكنها توليد طاقة كهربائية عند لمسها، وهذا يعني أن أجهزة الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية ستعمل بلا بطاريات وعن طريق اللمس والاستعمال فقط. وأبعد من فكرة الهواتف الذكية فقط، قال الباحثون أن هذه الأجهزة الرقيقة المرنة يُمكن استخدامها في ملابسنا وأحذيتنا، لمساعدتنا في حصد أكبر قدر من الطاقة الناتجة عن حركة الجسد.
قال المهندس «نيلسون سيبولفيدا» من جامعة ميتشيجان، أنهم يتجهون حاليًا نحو صُنع أجهزة يمكن ارتداؤها تعمل عن طريق حركة الإنسان فقط، ويتوقع نيلسون أنه في وقتٍ قريب نسبيًا، سيكون لدى الإنسان القدرة على عدم الاضطرار لشحن الهاتف المحمول لمدة أسبوع كامل، بسبب الطاقة التي سيُنتجها عن طريق حركة جسده فقط.
أطلق العلماء على هذا الجهاز المرن اسم مولّد النانو، حيث تُنتج الطاقة عن طريق التغيّر المادي البسيط في حركة الجسد، كنقر الأصابع مثلًا. يعمل الجهاز في هذه الحالات على مبدأ الكهرباء الضغطية، حيث تتراكم شحنات كهربائية للاستجابة للإجهاد الذي يُطبّق عليها، والذي يجعل هذا ممكنًا هو التفاعل بين المواد التي يتكوّن منها الجهاز بشكل عام.
https://www.youtube.com/watch?v=TS2thXzbSek
بنية الجهاز الأساسية من رقاقة السليكون، والتي يعلوها طبقات رقيقة من مواد أخرى كالفضة والبوليميد، والبولي برويلين الفيروكهربي الذي يعمل بمثابة المادة الفعّالة في الجهاز. مادة البولي برويلين الفيروكهربي هي رغوة رقيقة من البوليمر والتي تحتوي على جسيمات مشحونة كهربائيًا، عندما تُضغط المادة، تخلق شحنات كهربائية تُسمى اللحظات ثنائية القطب (التفاعل بين الجزيئات الموجبة والسالبة في المادة الفيروكهربائية).
قال المهندس نيلسون أنه كلما تم ضغط المادة، كلما زادت الكهرباء المُنتجة أضعافًا مُضاعفة. حاليًا، يمكن للعلماء صُنع أجهزة بسيطة لا تحتاج للكثير من الطاقة لتشغيلها مثل لوحات المفاتيح والساعات الرقمية الصغيرة، وهذا ما يبدو واعدًا جدًا في مجال توليد الكهرباء الضغطية، خاصةً قدرته الهائلة على مضاعفة إنتاجه من الكهرباء.
فكر العلماء في جعل هذه المادة تنقل الموجات الكهربائية لاسلكيًا، حتى يتمكن أي إنسان من شحن سماعات البلوتوث عن طريق الحركة الناتجة عن خطواتك، وهذا ما يُقلل من الوقت اللازم لإعادة شحن الأجهزة بشكل عام.
https://www.youtube.com/watch?v=_-kkkNdbils
المصادر: sciencedirect sciencealert