Energy

كشف باحثون من جامعتي ARMIT وملبورن عن دراسة رائدة في مجلة Advanced Functional Materials، حيث قدموا جهازًا جديدًا يمكن ارتداؤه قادرًا على تسخير الطاقة من الحركة وتمكين إنشاء الذاكرة وتعديلها، وتتمتع هذه التكنولوجيا الرائدة بالقدرة على إحداث ثورة في العديد من التطبيقات الحالية، بدءًا من أجهزة تجميع الطاقة إلى أجهزة الاستشعار عالية الحساسية وأنظمة مراقبة العلامات الحيوية المحسنة.

وفي قلب هذا الابتكار يكمن مفهوم الكهرباء الضغطية، وهي ظاهرة تظهرها بعض المواد التي تولد الطاقة عند تعرضها للضغط ويمكن أن تغير شكلها عند تعرضها للكهرباء، وسعى الباحثون إلى تحديد المواد ذات الخصائص الكهرضغطية، وفي النهاية قاموا بدمج شريحة نانوية صغيرة جدًا في الغلاف يمكن ارتداؤه، مصمم ليتناسب مع الإصبع، وعندما تم ثني الإصبع، نجحت الشريحة النانوية في توليد الطاقة، مما يسهل مهام الذاكرة الإلكترونية المختلفة مثل إنشاء البيانات وتخزينها وحذفها.

ولقد شكلت المواد النانوية ذات الخصائص الكهرضغطية تحديات تاريخيًا بسبب ارتفاع تكاليف إنتاجها وجودتها دون المستوى الأمثل، وللتغلب على ذلك، تحول فريق البحث إلى أكسيد البزموت، المعروف أيضًا باسم البزموت، وأجرى تعديلات على المستوى النانوي، مما أدى في النهاية إلى إنتاج مادة نانوية ذات خصائص مميزة.

وأوضح الدكتور علي زافابيتي، المشرف على الدراسة، أن الفريق سخر هذا الابتكار في سلسلة من التجارب، مما مكنهم من إنشاء وتعديل ومسح الصور على مستوى النانو، وتمتلك هذه التقنية متعددة الاستخدامات العديد من المزايا، حيث أكد الدكتور زافابيتي على قدرتها على توليد الطاقة من خلال حركة الجسم ونحافتها الشديدة، مما يجعلها مناسبة لمختلف التطبيقات.

وعلاوة على ذلك، فإن مواصفات السلامة لهذه المادة جديرة بالملاحظة، لأنها تشكل ضررًا طفيفًا للأنسجة الحيوية مثل جلد الإنسان وتسبب تهيجًا أقل للجلد، وأشار الباحث الرئيسي، شانيانغ غواو، إلى أنه يمكن هندسة أكسيد البزموت ليعمل كمنشئ ومُعدل للذاكرة الإلكترونية، ويعمل كمادة شبه موصلة مناسبة لتطبيقات الكمبيوتر، ووصف المادة المعدلة بأنها "مولد طاقة نانوية" يستمد الطاقة النظيفة من الحركة بكفاءة.

وتحدث الدكتور زافابيتي بالتفصيل عن الآثار الأوسع لهذا التقدم التكنولوجي، مشيراً إلى أن التقدم التكنولوجي المستمر يتوقف على تقليل حجم المواد، وتحسين استخدام الطاقة، وتسهيل القدرة على التكيف مع التأثيرات الخارجية، ويعتقد أن ابتكارهم يجسد كل هذه الصفات، مما يجعله رصيدا قيما للأجهزة الإلكترونية المستقبلية، وعلاوة على ذلك، فإن الفوائد الاقتصادية والبيئية لهذا الابتكار كبيرة.

وأشار الدكتور زافابيتي إلى أنه يمكن أن يقلل من تكاليف تصنيع الأجهزة القابلة للارتداء حيث يمكن إنتاج المادة باستخدام معدات المختبرات الأساسية دون ظروف درجات الحرارة القصوى، وبالإضافة إلى ذلك، فهو سهل التنفيذ ولا يتطلب خبرة متخصصة أو أدوات متقدمة، وتتضمن الخطوة التالية لفريق البحث التعاون مع شركة صناعية لبناء نموذج أولي لهذا الابتكار للاختبار والتطبيق في العالم الحقيقي.