جهاز مرن يحول حرارة الجسم إلى طاقة كهربائية

في تطور تكنولوجي جديد، تمكن باحثون أميركيون، من تطوير نموذج إلكتروني عبارة عن ‏جهاز مرن وقابل للارتداء يمكنه حصاد الطاقة من حرارة الجسم وتحويلها إلى طاقة كهربائية ‏لتشغيل أجهزة إلكترونية صغيرة مثل البطاريات أو المصابيح المضيئة «‏LED‏».‏
وأوضح الباحثون، بجامعة واشنطن أن هذا الجهاز يُعد ابتكاراً مثيراً، حيث يعمل فور وضعه ‏على الجلد لإضاءة مصباح «‏LED‏» باستخدام حرارة الجسم فقط، ونشرت النتائج، في دورية ‌‏«‏Advanced Materials‏».‏
تقليدياً، تكون الأجهزة التي تستخدم الحرارة لتوليد الكهرباء صلبة وهشة، لكن فريق البحث ‏ابتكر جهازاً شديد المرونة والنعومة بحيث يتكيف مع شكل ذراع الشخص، حسبما ذكرت ‏مجلة “عالم التكنولوجيا”.‏
وصُمم هذا الجهاز من الصفر. وبدأ الباحثون بالتصميمات لتحديد أفضل مجموعة من المواد ‏والهياكل، ثم قاموا بإنشاء معظم المكونات في المختبر.‏
وأكد فريق البحث، أن الجهاز يتميز بقدرته على الاستمرار في العمل حتى بعد تعرضه للثقب ‏عدة مرات أو تمديده لآلاف المرات، ما يجعله مرناً وقوياً للغاية.‏
ويتكون الجهاز من ثلاث طبقات رئيسية، هي طبقة مركزية تحتوي على أشباه موصلات ‏حرارية تحول الحرارة إلى كهرباء، وهذه الطبقة محاطة بمواد مركبة مطبوعة بتقنية ثلاثية ‏الأبعاد لتعزيز كفاءة تحويل الطاقة وتقليل الوزن. ولإعطائه مرونة بعد التمدد، تم استخدام ‏معادن سائلة موصلة لتوصيل أشباه الموصلات.‏
وأشار الفريق البحثي، إلى أن هذا الجهاز يمكن أن يستخدم في العديد من التطبيقات الأخرى ‏بجانب الأجهزة القابلة للارتداء. على سبيل المثال، يمكن تثبيته على الأجهزة الإلكترونية التي ‏ترتفع حرارتها في أثناء العمل، مثل خوادم مراكز البيانات، لاستخدام الحرارة المهدرة في ‏تشغيل مستشعرات لمراقبة درجة الحرارة والرطوبة، ما يساعد في تقليل استهلاك الطاقة.‏
وقال الباحثون: إن الجهاز يعتمد على تقنيات جديدة تتيح له تحويل حرارة الجسم مباشرة إلى ‏طاقة كهربائية، وهو إنجاز لم يكن ممكناً من قبل باستخدام الأجهزة التقليدية.‏
وأضافوا: إنه يمكن استخدام هذا الجهاز لتسخين أو تبريد الأسطح، ما قد يفتح الباب لاستخدامه ‏في تقنيات الواقع الافتراضي وغيرها من الأجهزة القابلة للارتداء لخلق أحاسيس حارة وباردة ‏على الجلد، أو تحسين الراحة العامة للمستخدمين الذين يستخدمون هذه الأجهزة.‏
وأكد فريق البحث أن هذا الجهاز يمكن استخدامه في تطبيقات مختلفة، مثل تركيبه على ‏الأجهزة الإلكترونية التي تسخن أثناء التشغيل، مثل خوادم مراكز البيانات، للاستفادة من ‏الحرارة المهدرة في تشغيل أجهزة الاستشعار لمراقبة درجة الحرارة والرطوبة، ما يساعد في ‏تقليل استهلاك الطاقة.‏
من جانبه، قال المؤلف الرئيسي للبحث محمد مالاكوتي أستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية ‏بجامعة واشنطن: كانت هذه الرؤية تراودني منذ زمن طويل. عندما تضع هذا الجهاز على ‏بشرتك، فإنه يستخدم حرارة جسمك لتشغيل مصباح ‏LED‏ بشكل مباشر. وبمجرد وضع ‏الجهاز، يضيء مصباح ‏LED‏. لم يكن هذا ممكناً من قبل.‏
وأضاف مالاكوتي: لتوفير القدرة على التمدد والموصلية والشفاء الذاتي الكهربائي، يتم توصيل ‏أشباه الموصلات بخطوط معدنية سائلة مطبوعة.‏
بالإضافة إلى ذلك، يتم تضمين قطرات معدنية سائلة في الطبقات الخارجية لتحسين نقل ‏الحرارة إلى أشباه الموصلات والحفاظ على المرونة، لأن المعدن يظل سائلاً في درجة حرارة ‏الغرفة.‏

سيرياهوم نيوز 2_تشرين