من الطاقة الحركية إلى الكهربائية
أصبح لدينا كم هائل من الأجهزة الكهربائية، وتحتاج جميعًا إلى الشحن باستمرار، وعلى الرغم من ابتكار شواحن لاسلكية، غير أنها تتطلب ربطها بالمقابس الكهربائية، ولم تتطور عملية الشحن كثيرًا على مدار العقود الماضية. ومؤخرًا ابتكر باحثون من جامعة بافالو والأكاديمية الصينية للعلوم وسيلة لتوليد الكهرباء تلغي الحاجة إلى المقابس بالاعتماد على شريط معدني رقيق ينتج الطاقة بحركة الأصابع، ونشر البحث في مجلة «نانو إنرجي.»
يعتمد الشريط المعدني على تأثير يسمى بالشحن الاحتكاكي «ترايبوإلكترك تشارجنج» وينشأ عندما تُشحن مادة كهربائيًا نتيجة لاحتكاكها بمادة أخرى، وهو تأثير شهده أغلبيتنا وشعر به. وتنتج معظم الكهرباء الساكنة بهذه الطريقة، وتشعر بها أحيانًا حين تلمس شخصًا عن غير قصد فتشعر بصدمة خفيفة. لكن ما يخطط الباحثون لإنتاجه يزيد عن مجرد صدمة كهربائية خفيفة. وكان عسيرًا على العلماء تحويل هذه الطاقة إلى مصدر كهربائي مفيد على الرغم من الدراسات التي بحثت في هذا المجال، ويعود ذلك إلى صعوبة إنتاج المواد أو تكلفتها الباهظة، وقد يتغلب الشريط المعدني على هذه العقبات.
مصدر وفير للطاقة
يتكون الشريط المعدني من طبقتين رقيقتين من الذهب بينهما شريحة مبلمر من السيليكون يدعى ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان، والذي يدخل في تكوين العدسات اللاصقة ومعجون الأطفال. وتؤدي حركة الإصبع إلى تمدد إحدى الطبقتين الذهبيتين ثم تقلصها، ما يؤدي إلى تجعدها، ومع تكرار الحركة ينشأ احتكاك بين طبقتي الذهب والمبلمر.
قال يون شو وهو مؤلف رئيس وأستاذ في معهد شبه الموصلات في الأكاديمية الصينية للعلوم في بيان صحافي «يسفر الاحتكاك عن حركة الإلكترونات ذهابًا وإيابًا بين طبقتي الذهب، وكلما ازدادت قوة الاحتكاك، تنتج مزيدًا من الطاقة.» وقد ينتج الاحتكاك من أبسط حركة للإصبع.
أراد الباحثون إثبات نتائج بحثهم، فاستخدموا شريطًا معدنيًا بطول 1.5 سم وعرض 1 سم، وأنتج الشريط 124 فولت، وكانت أقصى شدة وكثافة للتيار الناتج كافيتين لإضاءة 48 مصباحًا من مصابيح الثنائيات الضوئية الحمراء في الوقت ذاته، وما زالت التقنية غير جاهزة للتطبيق، لكن يأمل الباحثون في استخدام الشريط في شحن الهواتف الذكية والأجهزة الذكية اعتمادًا على حركة الأصابع فقط.
قال كياوكانج جان في بيان صحافي؛ وهو مؤلف رئيس وأستاذ مساعد في قسم الهندسة الكهربائية في جامعة بافالو «لا يرغب أحد في البقاء بالقرب من مقبس كهرباء أو اقتناء شاحن طوال الوقت، وإذا درسنا جسم الإنسان، وجدنا أنه مصدر وفير للطاقة، فلم لا نسخرها لشحن أجهزتنا؟» ويخطط كياوكانج وزملاؤه لتحسين أداء الجهاز والعمل في الوقت ذاته على تطوير بطارية نقالة لتخزين الطاقة التي ينتجها.
The post باحثون يبتكرون جهازًا يُشحن بحركة الأصابع appeared first on مرصد المستقبل.