وداعاً للكهرباء.. علماء يبتكرون شاحن للهاتف يعتمد على أصابع اليد (فيديو وصور)
نشرت صحيفة “ديلي ميل” العلمية، قبل يومين، تقريراً عن تمكن الباحثون من تطوير شريط صغير مرن يتم توصيله بالإصبع ثم يمسك الرطوبة من العرق ويحولها إلى كهرباء مخزنة، ويستخدم شاحن للهاتف.
– وداعاً لــ شاحن الهاتف التقليدي
يدعي مطورو الجهاز الجديد الذي يمكن ارتداؤه والذي يلتف حول الإصبع مثل الجص أن يحصد العرق أثناء النوم ويستخدمه لتوليد الكهرباء.
Your next phone charger could be at your (sweaty) fingertipshttps://t.co/d6MXspivFv pic.twitter.com/Xx9TTBZWhC
— Au Science Media Ctr (@AusSMC) July 14, 2021
لا يخزن النموذج الأولي للجهاز سوى القليل من الطاقة في الوقت الحالي، وسيستغرق حوالي ثلاثة أسابيع من التآكل المستمر لتشغيل الهاتف الذكي، لكن المطورين من جامعة كاليفورنيا، سان دييغو، يأملون في زيادة السعة في المستقبل.
ووجدوا أن ارتدائها لمدة عشر ساعات من شأنه أن يولد طاقة كافية للحفاظ على تشغيل الساعة لمدة 24 ساعة – أو حوالي 400 ملي جول.
وهذا فقط من طرف إصبع واحد، وقال الباحثون إن أجهزة الربط الموجودة في بقية أطراف الأصابع ستولد طاقة أكثر بعشر مرات.
next 📱 🔌 could be at your (sweaty) fingertips!American Scientists develop a thin, wearable strip that generates electricity from your moist hands as you sleep ..#Tech2021 pic.twitter.com/TThuH7L7TF
— Muhammed Ansif P (@p_ansif) July 14, 2021
وتتطلب معظم الأجهزة القابلة للارتداء المنتجة للطاقة من مرتديها أداء تمرينًا مكثفًا أو الاعتماد على مصادر خارجية مثل ضوء الشمس أو التغيرات الكبيرة في درجة الحرارة.
وأوضح الفريق أن الشريط الجديد يستخدم نظامًا سلبيًا لتوليد الكهرباء من الرطوبة في أطراف الأصابع حتى لو كنت نائمًا أو جالسًا ساكنًا تمامًا، وذلك لأن أطراف الأصابع هي أكثر أجزاء الجسم تعرقًا، لذلك وبفضل مادة الإسفنج الذكية، يمكن جمعها ومعالجتها بواسطة الموصلات.
– كيف يعمل: جهاز استشعار قابل للارتداء يحصد العرق لتحويله إلى كهرباء
الجهاز عبارة عن شريط رفيع ومرن يمكن لفه حول أطراف الأصابع مثل الجص، حشوة من أقطاب رغوة الكربون تمتص العرق وتحوله إلى طاقة كهربائية.
تم تجهيز الأقطاب الكهربائية بأنزيمات تؤدي إلى تفاعلات كيميائية بين جزيئات اللاكتات والأكسجين في العرق لتوليد الكهرباء.
يوجد تحت الأقطاب الكهربائية شريحة مصنوعة مما يسمى مادة كهرضغطية، والتي تولد طاقة كهربائية إضافية عند الضغط عليها.
وعندما يتعرق مرتديها أو يضغط على الشريط، يتم تخزين الطاقة الكهربائية في مكثف صغير ويتم تفريغها إلى الأجهزة الأخرى عند الحاجة.
كان مطوروها يرتدون الجهاز على طرف إصبع واحد أثناء القيام بأنشطة مستقرة، وأشار الخبراء إلى أنه من 10 ساعات من النوم، جمع الجهاز ما يقرب من 400 مليجول من الطاقة – وهذا يكفي لتشغيل ساعة يد إلكترونية لمدة 24 ساعة.
ومن ساعة واحدة من الكتابة غير الرسمية والنقر على الماوس، جمع الجهاز ما يقرب من 30 ملي جول، وهذا فقط من طرف إصبع واحد.
في تجارب أخرى، قام الباحثون بتوصيل حصاد الطاقة الخاص بهم بنظام إلكتروني يتكون من مستشعر كيميائي متصل بشاشة صغيرة منخفضة الطاقة، والتي تعرض قراءة رقمية لبيانات المستشعر.
كان إما الضغط على حصادة الطاقة 10 مرات كل 10 ثوانٍ أو ارتدائها ببساطة على طرف الإصبع لمدة دقيقتين كافياً لتشغيل كل من المستشعر والشاشة.
وفي إحدى التجارب، قام الباحثون بتوصيل أجهزتهم بجهاز استشعار فيتامين سي الذي طوروه في المختبر.
كان لديهم موضوع تناول حبة فيتامين سي ثم استخدموا النظام الذي يعمل بالأصابع لقراءة مستوى فيتامين سي لديهم.
وفي تجربة أخرى، أظهر الباحثون أن نظامهم يمكن استخدامه أيضاً مع مستشعر صوديوم مركب في المختبر لقراءة مستوى أيون الصوديوم في محلول الماء المالح.
وتنتج آلة حصاد الطاقة كميات صغيرة من الكهرباء عندما يضغط مرتديها لأسفل أو يبدأ في التعرق، أو من النقر بإصبع خفيف.
يقوم بذلك عن طريق تحويل الأنشطة مثل الكتابة أو الرسائل النصية أو العزف على البيانو أو النقر على رمز مورس إلى رسوم إضافية – لذا فإن إرسال تغريدة يمكن أن يشغّل هاتفك.
قال لو يين، مؤلف مشارك أول طالب الدكتوراه: “على عكس الأجهزة القابلة للارتداء التي تعمل بالعرق، لا يتطلب هذا الجهاز أي تمرين، ولا يحتاج إلى مدخلات جسدية من مرتديه حتى يكون مفيدًا”.
وأضاف: “هذا العمل هو خطوة للأمام لجعل الأجهزة القابلة للارتداء أكثر عملية وملاءمة ومتاحة للأشخاص العاديين.”
وفقاً للباحثين، تمتلك أطراف الأصابع واحدة من أعلى تركيزات الغدد العرقية في الجسم، حيث ينتج كل إصبع ما بين 100 و 1000 مرة من العرق أكثر من معظم المناطق الأخرى.
قال السيد يين: “السبب الذي يجعلنا نشعر بالتعرق في أجزاء أخرى من الجسم هو أن تلك البقع ليست جيدة التهوية. على النقيض من ذلك ، فإن أطراف الأصابع معرضة دائمًا للهواء ، لذلك يتبخر العرق عند خروجه.
لذا بدلاً من تركه يتبخر، نستخدم أجهزتنا لتجميع هذا العرق، ويمكنه توليد كمية كبيرة من الطاقة.
لكن جمع العرق من هذه المساحة الصغيرة وتحويله إلى كهرباء كان تحديًا يتطلب مواد وهندسة خاصة.
الجهاز مزود بموصلات كهربائية – أو أقطاب كهربائية مصنوعة من رغوة كربونية تمتص عرق الأصابع.
ثم تؤدي الإنزيمات الموجودة على الأقطاب الكهربائية إلى تفاعل كيميائي بين جزيئات العرق – اللاكتات والأكسجين ، لتوليد الكهرباء.
رقاقة صغيرة تحت الأقطاب الكهربائية، مصنوعة من “مادة كهرضغطية”، تولد أيضًا الطاقة عند الضغط عليها، مع تخزين الطاقة في مكثف صغير وتفريغها إلى أجهزة أخرى عند الحاجة.
قال السيد يين: “حجم الجهاز حوالي سنتيمتر واحد مربع. كما أن مادته مرنة أيضاً، لذلك لا داعي للقلق بشأن كونه شديد الصلابة أو الشعور بالغرابة”.
يمكنك ارتدائه بشكل مريح لفترة طويلة من الزمن.
لاختبار الجهاز، طُلب من أحد المتطوعين أداء مهام مختلفة أثناء ارتدائه على أصابعه – بما في ذلك الكتابة والتنصت وحتى النوم.
تابع المزيد:
))شاهد|| سمكة قرش تهاجم رجل برازيلي مخمور دخل البحر لقضاء حاجته وتنهي حياته (فيديو وصور)
)) 4 قتلى وعشرات المفقودين وإجلاء مئات السكان إثر فيضانات عارمة في ألمانيا
