قد يساعد الجري صباحا على شحن أجهزتك الإلكترونية.. ما القصة؟
تاريخ النشر: 23rd, August 2024 GMT
قد يساعدك الجري في الصباح الباكر قريبا في توليد ما يكفي من الكهرباء لتشغيل أجهزتك الإلكترونية القابلة للارتداء، وذلك بفضل تقنية نانوية جديدة تم تطويرها في جامعة صري، في بريطانيا، حسب تقرير نشره موقع "techxplore" وترجمته "عربي21".
وطور معهد التكنولوجيا المتقدمة في صري ببريطانيا (ATI) مولدات نانوية مرنة عالية الكفاءة لتوليد الطاقة، والتي تظهر زيادة في كثافة الطاقة بمقدار 140 ضعفا عند مقارنتها بمولدات النانو التقليدية.
يعتقد باحثو معهد التكنولوجيا المتقدمة أن هذا التطور قد يمهد الطريق لأجهزة نانوية فعّالة مثل الخلايا الشمسية اليوم، وفقا للتقرير.
وتم نشر النتائج في مجلة "Nano Energy".
يمكن للأجهزة التي طورها ATI تحويل كميات صغيرة من الطاقة الميكانيكية اليومية، مثل الحركة، إلى كمية أعلى بكثير من الطاقة الكهربائية، على غرار الطريقة التي يعزز بها مكبر الصوت الصوت في نظام إلكتروني. على سبيل المثال، إذا أنتج مولد نانوي تقليدي 10 ملي واط من الطاقة، فإن هذه التقنية الجديدة يمكن أن تزيد هذا الناتج إلى أكثر من 1000 ملي واط، ما يجعله مناسبا لحصاد الطاقة في تطبيقات يومية مختلفة.
ويعمل مولد النانو من ATI مثل فريق العدو التتابعي - بدلا من قطب كهربائي واحد (العداء) يمرر الطاقة (الشحنة) بمفرده. يجمع كل عداء عصا (شحنة) ويضيف المزيد ثم يمرر جميع العصي (الشحنات) إلى العداء التالي، ما يعزز الطاقة الإجمالية التي يتم جمعها في عملية تسمى تأثير تجديد الشحنة.
قال المؤلف الرئيسي للدراسة من جامعة صري، محمد ديلوار حسين، "إن حلم المولدات النانوية هو التقاط واستخدام الطاقة من الحركات اليومية، مثل الجري الصباحي، والاهتزازات الميكانيكية، والأمواج المحيطة أو فتح الباب.. إن الابتكار الرئيسي في مولد النانو الخاص بنا هو أننا قمنا بضبط التكنولوجيا بدقة باستخدام 34 مجمعا صغيرا للطاقة باستخدام تقنية الليزر التي يمكن توسيع نطاقها للتصنيع لزيادة كفاءة الطاقة بشكل أكبر".
وأضاف أن "الأمر المثير حقا هو أن جهازنا الصغير ذو كثافة حصاد الطاقة العالية يمكن أن ينافس يوما ما قوة الألواح الشمسية ويمكن استخدامه لتشغيل أي شيء من أجهزة الاستشعار ذاتية التشغيل إلى أنظمة المنزل الذكي التي تعمل دون الحاجة إلى تغيير البطارية على الإطلاق".
الجهاز عبارة عن مولد نانوي كهربائي احتكاكي (TENG) - وهو جهاز يمكنه التقاط وتحويل الطاقة من الحركات اليومية البسيطة إلى كهرباء. تعمل هذه الأجهزة باستخدام مواد تصبح مشحونة كهربائيا عند ملامستها ثم تنفصل - على غرار ما يحدث عندما تفرك بالونا على شعرك، ويلتصق بسبب الكهرباء الساكنة.
قال الدكتور بهسكار دوديم، المؤلف المشارك للدراسة من جامعة صري: "سنقوم قريبا بإطلاق شركة تركز على أجهزة استشعار الرعاية الصحية ذاتية التشغيل وغير الجراحية باستخدام تقنية الاحتكاك الكهربائي. ستمكننا مثل هذه الابتكارات من قيادة أنشطة جديدة في مجال التكنولوجيا الصحية المستدامة، وتحسين الحساسية، والتأكيد على قابلية التوسع الصناعي".
وقال البروفيسور رافي سيلفا، المؤلف المشارك للدراسة ومدير معهد التكنولوجيا المتقدمة في جامعة صري، "مع التكنولوجيا المتزايدة باستمرار من حولنا، من المتوقع أن يكون لدينا أكثر من 50 مليار جهاز إنترنت الأشياء (IoT) في السنوات القليلة القادمة والتي ستحتاج إلى الطاقة لتشغيلها".
"نحن بحاجة إلى حلول الطاقة الخضراء المحلية، وقد تكون هذه تقنية لاسلكية ملائمة تستغل الطاقة من أي حركات ميكانيكية لتشغيل الأجهزة الصغيرة. إنها توفر فرصة للمجتمع العلمي والهندسي لإيجاد حلول مبتكرة ومستدامة للتحديات العالمية".
"نحن متحمسون للغاية لإمكانية هذه المولدات النانوية لتغيير طريقة تفكيرنا في الطاقة. يمكنك أيضا تخيل استخدام هذه الأجهزة في أنظمة ذكية ذاتية التشغيل تعتمد على إنترنت الأشياء مثل العمليات اللاسلكية المستقلة ومراقبة الأمان وأنظمة المنزل الذكي، أو حتى لدعم مرضى الخرف، وهو المجال الذي تتمتع فيه جامعة صري بخبرة كبيرة."
المصدر: عربي21
كلمات دلالية: سياسة اقتصاد رياضة مقالات صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة تفاعلي سياسة اقتصاد رياضة مقالات صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة تفاعلي تكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا الكهرباء التكنولوجيا تكنولوجيا الكهرباء الالواح الشمسية المزيد في تكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا سياسة سياسة تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا سياسة اقتصاد رياضة صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة
إقرأ أيضاً:
ما السلاح السري الذي يساعد الثدييات أثناء الغوص الطويل؟
كشفت دراسة جديدة نشرت، يوم 20 مارس في مجلة "ساينس" أن الفقمات، وهي نوع من الثدييات البحرية تمتلك سلاحا سريا للبقاء على قيد الحياة أثناء الغوص الطويل، وهو القدرة على استشعار مستويات الأكسجين في دمها مباشرة، وهو ما تفتقر إليه معظم الثدييات، مما يسمح لها بالبقاء مغمورة فترة أطول والعودة إلى السطح قبل أن يؤدي نقص الأكسجين إلى الغرق.
وتتحدى هذه النتائج الفكرة السائدة، أن الثدييات تعتمد أساسا على ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون لتحفيز التنفس.
ويقول المؤلف الرئيسي للدراسة "كريس ماكنايت" -الباحث في وحدة أبحاث الثدييات البحرية بجامعة سانت أندروز- في تصريحات للجزيرة نت: "لقد أثبتنا أن الفقمات تعدل سلوك الغوص استجابة للتغيرات في مستويات الأكسجين، وليس ثاني أكسيد الكربون، وهو المحفز المعتاد للتنفس لدى الثدييات البرية".
اعتمدت على سلسلة من التجارب مع "فقمات الرمادي" الصغيرة في بيئة غوص محكومة. إذ عدّل الباحثون تركيبة الهواء المستنشق من الفقمات، متلاعبين بمستويات الأكسجين، وثاني أكسيد الكربون بشكل مستقل، ثم راقبوا كيف عدلت الحيوانات أنماط غوصها.
أظهرت النتائج، أن الفقمات مددت مدة غوصها عند استنشاق هواء غني بالأكسجين، وسارعت في الصعود إلى السطح عند انخفاض مستويات الأكسجين؛ في المقابل، لم يكن لارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون تأثير يذكر على سلوك الغوص لديها.
"هذا الاكتشاف مهم لأنه يشير إلى تكيّف تطوري خاص بالثدييات البحرية الغطاسة"، كما وضح "ماكنايت"، الذي أضاف: "على عكس البشر، الذين قد يفقدون الوعي بسبب نقص الأكسجين إذا لم ترتفع مستويات ثاني أكسيد الكربون بسرعة كافية، يبدو أن الفقمات طورت وعيا إدراكيا مباشرا بمخزونها من الأكسجين، مما يساعدها على تجنب هذا الخطر".
إعلانتستند هذه الدراسة إلى ملاحظات سابقة تشير إلى أن الفقمات تمتلك أجسام سبات متخصصة للغاية -وهي مجموعات من المستقبلات الكيميائية القريبة من القلب والدماغ- وقد تكون مسؤولة عن حساسيتها العالية للأكسجين. من المحتمل أن تكون هذه التكيفات حيوية للبقاء في البيئات البحرية العميقة، حيث يمكن أن يكون التحكم المباشر في استخدام الأكسجين هو الفرق بين نجاح الغوص وفشله.
ميزة كبيرةيقول المؤلف الرئيسي للدراسة، إن إمكانية إدراك الأكسجين تمنح الفقمات ميزة كبيرة، إذ إنها تسمح لها بالاستفادة القصوى من وقتها تحت الماء، حيث تبحث عن الغذاء، دون تعريض نفسها للخطر.
"تمتد تداعيات هذه النتائج إلى ما هو أبعد من الفقمات. فقد تمتلك ثدييات بحرية أخرى، مثل الحيتان والدلافين، تكيفات مماثلة" يضيف الباحث.
لذلك، يقترح مؤلفو الدراسة إجراء مزيد من الأبحاث على هذه الأنواع لتحديد ما إذا كان الإدراك الإدراكي للأكسجين سمة تطورية منتشرة بين الحيوانات الغواصة.
إلى جانب تعميق فهمنا لفسيولوجيا الثدييات البحرية، قد يكون لهذه الدراسة تطبيقات في الطب البشري، خاصة في مجال الغوص. على سبيل المثال، غالبا ما يقوم الغواصون الأحرار والغواصون العسكريون بفرط التهوية قبل الغوص لتقليل مستويات ثاني أكسيد الكربون، مما قد يؤخر الرغبة في التنفس، ولكنه يزيد أيضا من خطر فقدان الوعي.
ومن ثم، فدراسة كيفية تجنب الفقمات هذه المشكلة طبيعيا، يمكن أن تساعد في تطوير بروتوكولات أمان جديدة للغواصين البشريين، وفقا لـ"ماكنايت".
يقول ماكنايت "هذه مجرد البداية" ويضيف: "نحتاج الآن إلى استكشاف كيفية معالجة الفقمات معلومات الأكسجين في أدمغتها، وما إذا كانت آليات مماثلة موجودة في أنواع أخرى. يمكن أن يؤدي فهم هذه التكيفات إلى إحداث ثورة في طريقة تفكيرنا في فسيولوجيا الغوص لكل من الحيوانات والبشر".
إعلان
عبدالله بوشهري يحرج كوثر البلوشي: فيه حبوب على بشرتك عادي أصورك.. فيديو