ابتكار "ضمادة" فريدة من نوعها تُولد الكهرباء من عرق الإنسان

طور فريق من كلية غاكوبس للهندسة في جامعة كاليفورنيا لفافة من مادة رقيقة توضع حول الأصبع كضمادة تولد كهرباء عند حدوث اتصال مع العرق. وتمتلك هذه اللفافة أو "الكشتبان المولد" التي صارت مصدرا للطاقة عند اتصالها مع أصبع الإنسان وعرقه خاصية تميزها عن الأجهزة الأخرى المماثلة: وهي أنها يمكنها توليد طاقة أيضا عندما يكون المستخدم في حالة سكون أو نائم أو جالس. ويُعد هذا تقدما كبيرا لأنه اكتشف طريقة للاستفادة من الطاقة التي يمكن استخلاصها من عرق الإنسان، حتى وإن كان هذا الشخص لا يتحرك. وتؤكد الجامعة أن هذه التكنولوجيا (التي تُسمى خلية الوقود الحيوي) "فريدة من نوعها لأنها قد تعمل كمصدر للطاقة في أي زمان ومكان".
وأكدلو ين، المشارك في الدراسة وطالب دكتوراه في الهندسة النانوية بكلية غاكوبس بجامعة كاليفورنيا أن "هذا النوع من الأجهزة هو الأول من نوعه". وقال لو ين: "على عكس التقنيات الأخرى النقالة التي تعمل مع العرق، هذا الجهاز لا يتطلب من مستخدمه ممارسة الرياضة أو حركة الجسم ليكون مفيدا، والتي تعد خطوة إلى الأمام لجعل الأجهزة التي تُلف أكثر عملية وملائمة". كما أنها تولد طاقة عند الضغط عليها بالأصابع برفق، لذا فإن أنشطة كالكتابة أو إرسال رسائل نصية أو العزف على البيانو أو النقر للتواصل عن طريق شفرة مورس قد تكون أيضا مصادر للطاقة، بحسب المشاركين في الدراسة.وقال جوزيف وانغ، أستاذ الهندسة النانوية في كلية غاكوبس: "يمكن استخدام هذا الجهاز بصورة طبيعية أثناء أي نشاط يومي يتضمن اللمس والذي يؤديه الشخص عادة كالعمل أو التواجد في المنزل أو مشاهدة التلفزيون أو تناول الطعام، دون الحاجة إلى التفكير في الجهاز الذي يضعه".

ويستمد الجهاز معظم طاقته من العرق الذي تنتجه أنامل الأصابع التي تتعرق طوال الـ 24 ساعة من اليوم فهي من أكثر أجزاء الجسم تعرقا.
وأفاد القائمون على هذا المشروع بأن "أنامل الأصابع معرضة للهواء بصورة دائمة، لذلك يتبخر العرق عندما يخرج. وبدلا من تركه يتبخر، فإن جهاز جامعة كاليفورنيا بسان دييغو يجمع هذا العرق ويستخدمه لتوليد كمية لا بأس بها من الطاقة". وأوضحوا أنه لجمع واستخدام عرق منطقة صغيرة كأنامل الأصابع، كان يجب تكوين الأجزاء المختلفة للجهاز من مواد مبتكرة لجعلها فائقة الامتصاص وفعالة في تحويل المواد الكيميائية الموجودة في عرق الإنسان إلى طاقة كهربائية.

مما يتكون "الكشتبان المرن"؟
يتكون الجهاز من أقطاب كهربائية مبطنة برغوة من الكربون، والتي تمتص العرق وتحوله إلى طاقة كهربائية، وأسفل هذه الأقطاب توجد دائرة كهربائية دقيقة مصنوعة من مادة تُسمى "مجس كهروضغطي" والتي تولد طاقة إضافية عند الضغط عليها. عندما يتعرق المستخدم أو يضغط على هذه اللفافة تُخزن الطاقة الكهربائية في مكثف صغير لتُفرغ في أجهزة أخرى عند الحاجة. وأشاروا إلى أنه "في أحد اختباراتنا وضعنا "الكشتبان المرن" على أصبع شخص نائم، وجمعنا ما يكفي من الكهرباء لتشغيل ساعة يد إلكترونية لمدة 24 ساعة". وفي تجارب أخرى شغلوا (من خلال الضغط على الجهاز أو وضعه على طرف الأصبع) مستشعرا كيميائيا متصلا بشاشة صغيرة منخفضة الطاقة، والتي أظهرت البيانات التي سجلها هذا المستشعر، على سبيل المثال مستويات فيتامين سي في العرق أو الصوديوم في محاليل الملح. وأكد لو ين أن "هدفنا هو جعل هذا الجهاز عمليًا ويمكن استخدامه لتشغيل الأجهزة الإلكترونية المفيدة مثل أجهزة الاستشعار والشاشات". وأوضح لـ "إفي": "الآن يمكن للجهاز توفير ما بين 20 و40 ميكرو وات لكل إصبع، ما يكفي لتشغيل العديد من الأجهزة منخفضة الاستهلاك باستمرار، مثل ساعات اليد والآلات الحاسبة ومقاييس الحرارة". وأضاف لو ين: "هذه الطاقة الكهربائية كافية أيضًا لتشغيل الأجهزة الإلكترونية الأخرى "بتحفظ" من خلال تشغيلها كل بضع دقائق، على سبيل المثال أجهزة التحكم الدقيقة والبلوتوث أو بعض لوحات العرض منخفضة الاستهلاك".
واختتم لو ين تصريحاته قائلا: "هذه التكنولوجيا قد تغذي أيضا بصورة كهربائية مجموعة واسعة من أجهزة الاستشعار للكشف عن مستويات الجلوكوز وحمض اللبنيك والكهرل والكحول والكورتيزول في جسم الإنسان، مع تطبيقها في الرياضات الاحترافية أو الطب الدقيق أو التغذية الشخصية".

قد يهمك ايضا 

علماء أمريكيون يطورون ضمادة ذكية لمراقبة التنفس ونشاط القلب والدماغ

باحثون يُعلنون تطوير ضمادة جديدة للجروح لتتشبس جيدًا بالجلد