علماء يطورون نموذجا أوليا لبطارية جديدة تعتمد على عنصر من دم الإنسان
تاريخ النشر: 15th, January 2024 GMT
إسبانيا – في إنجاز رائد، قام باحثون في جامعة قرطبة، بالشراكة مع جامعة البوليتكنيك في قرطاجنة، في إسبانيا، بتصميم نموذج أولي من البطاريات المتوافقة حيويا.
وتستخدم هذه البطارية المبتكرة الهيموغلوبين، وهو بروتين مهم في خلايا الدم الحمراء البشرية المسؤولة عن نقل الأكسجين، لتحفيز التفاعلات الكهروكيميائية.
ويعرض الهيموغلوبين خصائص تساعد على عمليات الاختزال والأكسدة في بطاريات الزنك والهواء، وهي بديل صديق للبيئة لبطاريات الليثيوم أيون.
ويلعب الهيموغلوبين دورا أساسيا لبقائنا على قيد الحياة، حيث يلتقط الأوكسجين في الرئتين ويسلمه إلى الأنسجة للحفاظ على حياة الجسم(ومن ثم نقل ثاني أكسيد الكربون في الاتجاه المعاكس).
وقد استفاد فريق البحث من الخصائص الفريدة لهذا البروتين، وعملوا على تسخيره لتسهيل التفاعلات الكهروكيميائية في النموذج الأولي للبطارية.
وتتطلب البطارية 0.165 مغ فقط من الهيموغلوبين لتعمل بكفاءة لمدة تتراوح من 20 إلى 30 يوما.
وتعمل البطارية عند درجة حموضة 7.4، وهي مشابهة لدرجة حموضة دم الإنسان، ما يسلط الضوء على قدرتها على تشغيل الأجهزة المصممة للاندماج في جسم الإنسان، مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب.
ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الإصدار الحالي من هذه البطارية أساسي وغير قابل لإعادة الشحن. وتتوقف وظيفتها أيضا على وجود الأكسجين، ما يحد من إمكانية استخدامها في الظروف المحرومة من الأكسجين مثل الفضاء الخارجي.
ويبحث الفريق عن بروتين بيولوجي آخر قادر على تحويل الماء إلى أكسجين، بهدف جعل البطارية قابلة لإعادة الشحن.
ويفتح هذا الإنجاز الباب أمام بدائل وظيفية جديدة للبطاريات في سياق يتوقع فيه المزيد من الأجهزة المحمولة، وحيث يوجد التزام متزايد بالطاقات المتجددة.
نشرت النتائج في مجلة Energy & Fuels.
المصدر: BNN Breaking
المصدر: صحيفة المرصد الليبية
إقرأ أيضاً:
باحثون سعوديون يطورون تقنيات مبتكرة لزراعة الزعفران في 10 أيام
طوّر باحثون سعوديون بمدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية “كاكست” تقنيات مبتكرة لزراعة الزعفران وإنتاج أزهاره في 10 أيام، باستخدام أنظمة الزراعة العمودية والإضاءة الصناعية، وأنظمة التحكم بالمناخ، وذلك مقارنة بالزراعة التقليدية التي تستغرق من أربعة إلى ستة أسابيع، حيث ابتكر الفريق مجموعة من الأطوال الموجية الصادرة من الإضاءة الصناعية، التي عملت على تحفيز نمو إنتاج أزهار الزعفران في وقت وجيز، بالإضافة إلى إيجاد البيئة المثلى للنمو في ظل الظروف المناخية القاسية للمملكة.
ويُعدّ محصول الزعفران ذا قيمة اقتصادية عالية، وبلغت القيمة السوقية له عالميًا 372.9 مليون دولار أمريكي في عام 2021، ويتوقع أن يصل السوق إلى 756 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2030، مسجلًا نموًا مرتفعًا بمعدل سنوي 8.6 % خلال الفترة المتوقعة (2030-2022)، فيما بلغت ورادات المملكة من الزعفران خلال العشر سنوات الماضية 497 طنًا من الزعفران الجاف بقيمة إجمالية تقدر بـ 175 مليون دولار، مما يجعله ذا قيمة وأهمية اقتصادية عالية.
وتفتح هذه الأنظمة آفاقًا جديدة لتنمية القطاع الزراعي خاصة في ظل التوسع في إنشاء المزارع العمودية لتلبية احتياجات السوق المحلي، إذ بلغ حجم سوق الأنظمة الزراعية المتحكم بها عالميًا 74.4 مليار دولار في عام 2022، ويتوقع أن يصل إلى 377.6 مليار دولار بحلول عام 2032، بمعدل نمو سنوي 18.13 %، حيث لا يقتصر تطبيق هذه الأنظمة على زراعة الزعفران فقط بل يشمل محاصيل أخرى، مما يساعد في تحسين إنتاجية الزراعة وجودة المحاصيل وتحديد الظروف المُثلى لنمو النباتات.
ويأتي هذا الإنجاز ضمن جهود المختبر الوطني في تطوير حلول زراعية مبتكرة تسهم بشكل كبير في تحسين الاستدامة البيئية، وزيادة كفاءة الإنتاج المحلي؛ بما يحقق مستهدفات رؤية المملكة 2030 والتطلعات والأولويات الوطنية للبحث والتطوير والابتكار من خلال ابتكار تقنيات إنتاج حديثة تفي بمتطلبات الحياة وتعزيز قدرات المملكة على مواجهة تحديات الأمن الغذائي، وتحقيق الاكتفاء الذاتي من محصول الزعفران الذي تستورده المملكة بكميات كبيرة.
ويهدف المشروع إلى تحقيق الاستدامة البيئية والاقتصادية من خلال توطين تقنيات الزراعة العمودية لتسريع النمو الزراعي، وابتكار تقنيات حديثة لإنتاج كرومات الزعفران مما يسهم في زيادة الإنتاجية، وتقليل التكاليف، وتحسين كفاءة النظم الزراعية بشكل مكثف في المساحات الصغيرة من خلال التوجه العمودي بدلًا من التوجه الأفقي في الزراعة والإنتاج.
ويوفر مشروع الزراعة العمودية المعتمد على أنظمة إضاءة صناعية، وأنظمة تحكم بالمناخ، وأطوال موجية في بيئات محكمة العديد من الفوائد الاقتصادية والبيئية، من أبرزها تقليل استيراد الزعفران وتوطين الإنتاج، وتقليل الانبعاثات الكربونية، وتحسين كفاءة استخدام الموارد من طاقة ومياه.
فضيحة دولية.. تفاعل مع ظهور مكة محمد صلاح في كامل العد++