تكنولوجيا جديدة تعمل بالطاقة البشرية لتتبّع ضربات القلب والتنفس
تاريخ النشر: 25th, November 2023 GMT
أبوظبي: عبد الرحمن سعيد
طور باحثون من «جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا» في أبوظبي، تكنولوجيا جديدة يمكن ارتداؤها تعمل بالطاقة البشرية، حيث لجأوا إلى عالم المحاكاة الحيوية والمواد المشتقة حيوياً، لتطوير مولد نانوي متوافق حيوياً، يتكهرب بالاحتكاك، وتستمد المولدات النانوية المتكهربة بالاحتكاك المدمجة في الملابس أو اللصقات القابلة للارتداء، الطاقة الميكانيكية من حركات الجسم، ما يسمح باستمرارية تزويد أجهزة استشعار مراقبة الصحة بالطاقة، التي تتتبع معدل ضربات القلب أو التنفس أو المؤشرات الحيوية الأخرى.
وأوضحوا أن الطلب يتزايد على الأجهزة الإلكترونية الذاتية التشغيل، مع زيادة الأجهزة القابلة للارتداء والقابلة للزرع، حيث تعتمد الأجهزة الحالية المثبتة على الجلد أو القابلة للزرع في الأغلب على طاقة البطارية القابلة لإعادة الشحن وغير القابلة لإعادة الشحن، ولكن هذا خيار غير مستدام، فالبطاريات ترتبط بمخاوف بيئية، نظراً لسميتها والتحديات المتعلقة بما يلي مرحلة إعادة التدوير، كما أن القيود المتعلقة بالحجم والحاجة إلى استبدالها بشكل دوري يستدعي الحاجة إلى تطوير بدائل.
والباحثون: الدكتورة بشارة فاطمة، زميلة ما بعد الدكتوراه، والدكتور شارالامبوس بيتساليديس، دكتور مساعد في الفيزياء، مع باحثين من المعهد الهندي للتكنولوجيا في كانبور، لإنشاء حصّادة للطاقة صديقة للبيئة باستخدام السليولوز البكتيري لإنشاء مولدات للطاقة يمكن استخدامها في الأجهزة القابلة للارتداء المعنية بالرعاية الصحية.
وبينوا أنه يمكن للمولدات النانوية المتوافقة حيوياً وتتكهرب بالاحتكاك، لاسيما التي تتميز بسهولة تصنيعها وانخفاض كلفتها وكفاءتها العالية، أن تقدم حلاً سحرياً لمعضلة الأجهزة القابلة للارتداء والأجهزة المزروعة التي تعمل بالبطارية. إلّا أنه لا تزال الكثير من المولدات من هذا النوع، تستخدم مواد غير صديقة للبيئة يمكن أن تسبب انزعاجاً أو حتى التهابات جلدية.
وذكر الفريق أنه يمكن للسليلوز البكتيري أن ؤدي دوراً حيوياً في المولد النانوي والتفاعل المتكهرب بالاحتكاك، حيث تنتج البكتيريا السليلوز البكتيري في ظل الأوضاع المناسبة، ويتخذ هو شكلاً يشبه الشبكة ويتميز بقوة ميكانيكية جيدة نفاذية الهواء ومساحة سطحية عالية، وغيرها من السمات المفيدة الأخرى. كما أنه غير مكلف وصديق للبيئة.
تمكّن الباحثون من الضبط الدقيق للخصائص الكهربائية الاحتكاكية للسليولوز البكتيري بتعديله كيميائياً باستخدام الطلاء النانوي، ما يمهد الطريق للحصول على مولدات نانوية متكهربة بالاحتكاك عالية الأداء وصديقة للبيئة.
وقالوا إن تطوير نسخة فعالة من المولدات النانوية المتكهربة بالاحتكاك، ما هو إلا الجزء الأول من العملية، فمن أجل اندماج المواد مع جسم الإنسان، يجب أن تجتاز الاختبارات الصارمة للتوافق الحيوي والامتصاص الحيوي، وتشير النتائج الأولية إلى أن الأجهزة الكهربائية الاحتكاكية البكتيرية القائمة على السليلوز تلبي هذه المعايير، مما يمهد الطريق أمام إمكانية استخدامها كأجهزة مزروعة.
وأوضحوا أن السليلوز البكتيري يتميز أيضاً بثباته في البيئات المائية، وهو مطلب حيوي للأجهزة المزروعة ولإظهار تعددية استخداماته، طور فريق البحث جهازًا قادرًا على حصاد الطاقة من حركات القدم المختلفة.
وقال الدكتور بيتساليديس "تجمع هذه التكنولوجيا عدداً من الخصائص الفريدة، كما يمكن تطبيقها في الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء وفي تطبيقات الجسم الحي. نحن نعمل حاليًا على كثير من المواد القائمة على السليولوز والتي تُدمج مع مواد ثنائية الأبعاد مثل الغرافين للحصول على مولدات نانوية متكهربة بالاحتكاك عالية الأداء، ونهدف على المدى الطويل إلى تطبيق هذه التكنولوجيا في الأجهزة الإلكترونية الذكية القابلة للارتداء للمراقبة الصحية وكلاصقات للجروح.
المصدر: صحيفة الخليج
كلمات دلالية: فيديوهات القابلة للارتداء
إقرأ أيضاً:
اختبار 4 أدوية للزهايمر لمعرفة أيها الأفضل
#سواليف
اختبر فريق من العلماء، 4 #علاجات_مضادة_للأميلويد الذي يسبب تراكمه #مرض_الزهايمر، لمعرفة كيفية ارتباط هذه الأدوية ببروتين بيتا أميلويد السام.
وباستخدام أساليب جديدة وحساسة للغاية، اكتشف الباحثون وصوّروا كيفية ارتباط بروتين بيتا أميلويد، وهو لويحة تتراكم في أدمغة المصابين بمرض الزهايمر – بأدوية ليكانيماب، ودونانيماب، وغانتينيروماب، وأدوكانوماب.
ووفق “مديكال إكسبريس”، أظهرت النتائج أن ليكانيماب يُحقق أفضل أداء في الارتباط بنوع صغير قابل للذوبان من بيتا أميلويد، ما يشير إلى أنه أكثر فعالية عند استخدامه في أقرب وقت ممكن من مراحل تطور المرض.
وإلى جانب الباحثين من جامعة لندن، ضم الفريق باحثين من جامعة كامبريدج.
مقالات ذات صلة فوائد بالجملة وآثار جانبية قاتلة.. الجوز البرازيلي سلاح ذو حدين 2025/04/24وقد تم اختبار العديد من الأدوية التي تستهدف هذا البروتين في تجارب خلال السنوات الأخيرة. هذه الأدوية عبارة عن أجسام مضادة ترتبط ببيتا أميلويد لإزالته من الدماغ، ولكن كيفية حدوث ذلك بالضبط غير معروفة حتى الآن.
ولاختبار الأدوية الـ 4 المضادة للأميلويد، أنتج الباحثون نماذج لتجمعات بروتينية في المختبر، واختبروا أيضاً تجمعات حقيقية مأخوذة من أدمغة أشخاص ماتوا بسبب الزهايمر.
ارتباط الدواء
وباستخدام تقنية جديدة رائدة في معهد أبحاث مرض الزهايمر بجامعة كامبريدج، تمكن العلماء من تصور حجم التجمع البروتيني الذي يفضل كل دواء الارتباط به، ومدى قوة ارتباطه به.
وسمحت هذه التقنية شديدة الحساسية للباحثين باكتشاف أحجام مختلفة من التجمعات القابلة للذوبان، من كتل بروتينية أكبر إلى تجمعات صغيرة جداً.
وفي مرض الزهايمر، يتجمع شكل لزج ومشوه من بروتين بيتا أميلويد في البداية في كتل صغيرة قابلة للذوبان تُسمى الأوليغومرات.
وتتجمع الأوليغومرات بدورها لتكوين لييفات، والتي تُنتج بدورها لويحات أميلويد غير قابلة للذوبان.
ولا يعرف العلماء حتى الآن أي شكل من أشكال الأميلويد هو الأكثر ضرراً بالخلايا، ولكن هناك أدلة تشير إلى أن الأوليغومرات الأصغر القابلة للذوبان قد تكون الأكثر سمية.
ليكانيماب
ووجد فريق البحث أن ليكانيماب يرتبط بقوة بمجموعة فرعية من التجمعات الصغيرة القابلة للذوبان، التي تتشكل في مرحلة مبكرة من المرض.
كما وجدوا أن ليكانيماب يمكن أن يرتبط في مواقع أكثر لكل تجمع، ما يسمح للدواء بتغليف البروتين السام بشكل أكثر فعالية، ويزيد من احتمالية إزالته.