علماء يطورون مادة من الألواح الشمسية لتشغيل السيارات ذاتية القيادة في الظلام
تاريخ النشر: 9th, October 2023 GMT
شمسان بوست / متابعات:
علماء يطوّرون مادة من الألواح الشمسية لمساعدة السيارات ذاتية القيادة على السير في الظلام
تتعدد فوائد مكونات الألواح الشمسية لتتجاوز توليد الكهرباء النظيفة
يشير مصطلح الضوء المستقطب إلى تلك الموجات الضوئية التي تخضع لترتيب بسيط ومنظم
تمهد الدراسة الطريق أمام تطوير سيارات ذاتية القيادة أكثر موثوقية
تجعل المادة خفيفة الوزن وعملية تصنيعها البسيطة من المناسب استعمالها في المستشعرات الصغيرة والرخيصة
يواصل العلماء مطالعتنا -بين الحين والآخر- بفوائد عديدة وغير متوقعة مقترنة باستعمال الألواح الشمسية، التي تجلى أحدثها في استغلال مادة مُستعمَلة بتلك الخلايا، في مساعدة السيارات ذاتية القيادة على السير في الظلام.
ويبرز توجه قوي في الوقت الحالي -اطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة- نحو استغلال كل مكونات الخلايا الشمسية، وعدم تقييد فوائدها بتوليد الكهرباء النظيفة المستدامة التي تشتد الحاجة إليها لتحقيق أهداف التحول الأخضر، وتعزيز أمن الطاقة.
وتتويجًا لتلك المساعي، تمكّنت مجموعة من الباحثين في جامعة لينشوبينغ السويدية من استعمال مادة موجودة في الألواح الشمسية كمستشعرات ضوئية في الأجهزة الإلكترونية، عبر تطوير نوع من جهاز استشعار لديه القدرة على اكتشاف الضوء الأحمر المستقطب دائريًا، وفق ما أورده موقع تيك إكسبلور Tech xplore.
الضوء المستقطب دائريًا
تمهّد الدراسة، التي أجراها الباحثون ونُشرت في مجلة نيتشر فوتونيكس، الطريق أمام تطوير سيارات ذاتية القيادة أكثر موثوقية، إلى جانب استعمالات أخرى لا يمكن الاستغناء فيها عن الرؤية الليلية.
وتعكس بعض الخنافس التي لها أجنحة لامعة، ويرقات اليراع (حشرة آكلة للحوم)، وروبيان السرعوف (حشرة فرس النبي) الملون، نوعًا معينًا من الضوء يُعرف بالضوء المستقطب دائريًا، ويُعزى هذا إلى الهياكل المجهرية الموجودة في أغلفتها التي تعكس الموجات الكهرومغناطيسية بطريقة معينة.
ويشير مصطلح الضوء المستقطب إلى تلك الموجات الضوئية التي تخضع لترتيب بسيط ومنظم، وفق معلومات طالعتها منصة الطاقة المتخصصة.
وعلاوة على ذلك، يمكن الانتفاع بالضوء المستقطب دائريًا في استعمالات تقنية عديدة مثل الاتصال بالأقمار الصناعية، والتصوير الحيوي، إلى غير ذلك من تقنيات الاستشعار.
ويرجع ذلك إلى أن الضوء المستقطب دائريًا يحمل قدرًا هائلًا من المعلومات، بفضل حقيقة مؤداها أن المجال الكهرومغناطيسي الموجود حول شعاع الضوء يتجه إما إلى اليمين وإما إلى اليسار.
ولاكتشاف الضوء المستقطب دائريًا، يحتاج المرء إلى مادة قادرة على استشعار الطريق الذي يتجه فيه الضوء.
مادة ابتكارية
هناك مادة تستطيع اكتشاف وفك شفرة الضوء المستقطب دائريًا في الطيف المنظور بأكمله، باستثناء المنطقة القريبة من الأشعة تحت الحمراء.
وعلى هذا الأساس طوّر الباحثون في جامعة لينشوبينغ -الآن- مادة، تُستعمل طبيعيًا في الألواح الشمسية العضوية، لالتقاط أشعة الضوء الخاصة تلك.
وقال الأستاذ في قسم الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا في جامعة لينشوبينغ فينغ غاو: “بناء مستشعرات عالية الجودة قادرة على اكتشاف الضوء المستقطب دائريًا في الطيف الواقع بالقرب من منطقة الأشعة تحت الحمراء، مثّل تحديًا لمدة طويلة”.
وأوضح غاو: “لكن وبفضل تطوير مادة مُستعملة طبيعيًا في الألواح الشمسية العضوية، نستطيع -حاليًا- اكتشاف الضوء المستقطب دائريًا عبر الطيف الضوئي المنظور بأكمله”.
حلول تقنية
يمهّد هذا الاكتشاف الطريق أمام استحداث حلول تقنية غير تقليدية، لا يمكن الاستغناء فيها عن الرؤية الليلية، مثل السيارات ذاتية القيادة، إذ تجعل المادة خفيفة الوزن وعملية تصنيعها البسيطة من المناسب استعمالها في المستشعرات الصغيرة والرخيصة.
وتتألف المادة المستعملة في الألواح الشمسية العضوية من البوليمرات (سلاسل طويلة من المواد الهيدروكربونية)، وربما يكون لها تركيب جزيئي كروي يُعرف باسم الفوليرين، أو بنية مختلفة، فتسمى غير الفوليرينية.
والفوليرين عبارة عن جزيئات تتكوّن بالكامل من ذرات الكربون، وتكون على شكل كرة مجوفة، وتسمى أحيانا كرات بوكي buckyballs، وفق ما رصدته منصة الطاقة المتخصصة.
وتُصنّف المادة المستعمَلة في الدراسة الحالية بأنها غير فوليرينية، وهو ما يبرز ميزة كبيرة في الألواح الشمسية، بالإضافة إلى استعمالات أخرى مثل المستشعرات الضوئية.
الجزيء اليدواني
تُعزى قدرة هذه المادة على استشعار الضوء المستقطب دائريًا إلى عدم تناظرها، وهي الطريقة التي تتفاعل من خلال الجزيئات مع الضوء.
وبفضل خاصية الجزيء اليدواني (يُعرف أيضًا بعدم التناظر المرآتي)، يمكن للجزيئات المختلفة أن تستشعر إذا كان الإشعاع الكهرومغناطيسي يتجه إلى جهة اليمين أم إلى جهة اليسار.
والجزيء اليدواني أو عدم التناظر المرآتي أو التصاوغ الضوئي أو الصفة اليدوية، لا ينطبق على صورته في المرآة حتى إذا دار حول نفسه.
واليد مثال لذلك، فهي يدوانية، فاليد اليسرى هي صورة مرآة لليد اليمنى، ولكن لا يمكن أن تنطبقا حتى ولو جرى تدويرهما بأى درجة في المستوى نفسه.
وقال الزميل في قسم الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا في جامعة لينشوبينغ لي وان: “الخطوة التالية هي توسيع تلك التجارب لتشمل مواد مختلفة عديدة، وفحص الطريقة التي يتفاعل من خلالها الضوء والجزيئات”.
وأضاف وان: “وبهذه الطريقة، نأمل أن نكون قادرين على زيادة الفاعلية”.
من جهته قال الزميل في مرحلة ما بعد الدكتوراه بقسم الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا في جامعة لينشوبينغ في روي تشانغ: “يمكن أن يكون التحكم في تماسك الجزيئات أمرًا مهمًا للغاية”.
المصدر: شمسان بوست
كلمات دلالية: السیارات ذاتیة القیادة فی الألواح الشمسیة
إقرأ أيضاً:
نتنياهو وكاتس : خطة ترامب الوحيدة التي يمكن أن تنجح
قال رئيس الوزراء الإسرائيلي، بنيامين نتنياهو ، ووزير أمنه، يسرائيل كاتس،مساء الأحد 16 فبراير 2025 ، إن خطة الرئيس الأمريكي دونالد ترامب لتهجير أهالي غزة من القطاع، هي "الوحيدة" التي يمكن أن تنجح، فيما أشارت تقارير إسرائيلية إلى أن موضوع التهجير، قد أخذ حيّزا كبيرا من المحادثة بينهما.
وتطرّق نتنياهو إلى لقائه بوزير الخارجية الأميركي، وذكر خلال اجتماع الحكومة الإسرائيلية، الذي عُقد الأحد، بحسب بيان صدر عن مكتبه، أن "التنسيق بيننا وبين هذه الإدارة (الأميركية) كامل. على عكس المنشورات... لدينا إستراتيجية مشترَكة، وننسّق ونعمل بتعاون كامل".
وأضاف "يحدث هذا حتى قبل أن ينشر الرئيس ترامب رؤيته لغزة، وهي رؤية ثورية تنطوي على تغيير كبير بالنسبة لدولة إسرائيل، وهذا ليس مفاجئًا، فقد عرفنا ذلك، وتحدّثنا عنه من قبل".
وقال نتنياهو "أنا والرئيس ترامب نعمل بتعاون وتنسيق كاملين؛ لا أستطيع الخوض في كل التفاصيل، لكن لدينا إستراتيجية مشتركة، بما في ذلك متى وكيف ’ستُ فتح أبواب الجحيم’، إذا لم يتم إطلاق سراح جميع رهائننا".
وتابع "على أية حال، نحن ملتزمون معًا بتحقيق أهداف مشتركة؛ ليس فقط (في ما يتعلّق) بإطلاق سراح الرهائن، والقضاء على حماس ، وبطبيعة الحال، فإن الهدف هو ضمان ألّا تشكّل غزةتهديدا لإسرائيل مرة أخرى، بالإضافة إلى خطة الرئيس (ترامب) التي تقول إن غزة ستكون مختلفة تماما".
وشدّد بالقول "نحن ملتزمون بهذا، ونعمل على ذلك، في إستراتيجية مشتركة مع رئيس الولايات المتحدة".
وأضاف رئيس الحكومة الإسرائيلية "أنا لم أتصرّف بطريقة حزبيّة؛ لقد تصرّفت بطريقة صهيونيّة، ورأيت أنه من الضروري أن أعزّز في مواجهة الرأي العامّ ورأي الزعماء في الولايات المتحدة، دعم إسرائيل بالآراء التي أقودها".
وتابع في ما يشير إلى محاولة استمالة ائتلافه الحكومي "هذا هام جدًا، فهو يخلق أملًا هائلا بالنسبة لنا، بمستقبل مختلف تمامًا، وبوضع لم تكن فيه دولة إسرائيل منذ إنشائها؛ ولم تكن هناك مثل هذه الفرص، ولم تكن هناك مثل هذه الشراكة، ولم تكن هناك إمكانية للقضاء على التهديدات وتحقيق الفرص الحقيقية التي لم نحلم بها؛ لذا فإن الأمر يستحق العمل معًا، بما في ذلك التعاون الكامل هنا، وضمان تحقيق كل هذا الوعد العظيم لمستقبل الدولة اليهودية، ومستقبل الشعب اليهودي".
ولاحقا أدلى نتنياهو بتصريحات، قال خلالها بحسب بيان صدر عن مكتبه، إن "خطة ترامب لغزة هي الخطة الوحيدة التي يمكن أن تنجح، وإذا أراد سكان غزة الهجرة فهذا خيارهم".
وأضاف "إننا نعيش لحظات تاريخية بالنسبة لدولة إسرائيل والشرق الأوسط بأكمله؛ ضربنا حماس بقوة، وسنقضي على حماس، وننهي العمل في غزة؛ لقد أجرينا تغييرات دراماتيكية في الشمال، ضربنا حزب الله وضربنا نصر الله، وخلقنا واقعًا جديدًا، وغيّرنا وجه الشرق الأوسط".
وتابع "مهمتنا هي إعادة جميع الرهائن، وتدمير حماس، و(ضمان) على مستقبل مختلف في غزة"، مشيرا إلى أن "لدى الرئيس ترامب رؤية جريئة وسنعمل على تحقيقها معًا؛ الخطة الوحيدة التي طرحها ترامب لقطاع غزة والتي يمكن أن تنجح هي: إذا أراد الغزيون الهجرة فهذا سيكون خيارهم. لماذا لا نعطي سكان غزة فرصا جديدة؟".
وقال وزير الأمن الإسرائيليّ، كاتس، خلال لقاء مع وفد من أعضاء مجلس الشيوخ الأميركي، الأحد، إن "إسرائيل لن توافق أبدا على إقامة دولة فلسطينية، تعرّض وجودها للخطر".
وشدّد على أن "أولويات إسرائيل واضحة، (هي) منع إيران من الحصول على الأسلحة النووية، وإطلاق سراح الرهائن والقضاء على حماس في غزة، ومن ثمّ الاتفاق مع السعودية (التطبيع بين الرياض وتل أبيب)".
وذكر كاتس أن "خطة ترامب بشأن غزة، هي الوحيدة القادرة على ضمان الأمن لسكان الجنوب، ودولة إسرائيل".
وأضاف أنه "يجب منع إيران بكل الوسائل من الحصول على أسلحة نووية، تهدد أمن إسرائيل وأمن الولايات المتحدة، والعالم الغربي بأكمله".
وفي تصريحاته، أشار إلى أن "سياسة الضغط الاقتصادي الأقصى لن تكون كافية هذه المرة، ويجب التأكد من أن إيران لا تمتلك أسلحة نووية".
المصدر : وكالة سوا - عرب 48 اشترك في القائمة البريدية ليصلك آخر الأخبار وكل ما هو جديد المزيد من الأخبار الإسرائيلية محادثات لعقد قمة في قطر لمناقشة المرحلة الثانية من اتفاق غزة تحقيق يكشف تفاصيل مروعة لإعدام الاحتلال مسنا وزوجته في غزة الكابينت يبحث المرحلة الثانية من اتفاق وقف إطلاق النار في غزة الأكثر قراءة نتنياهو : نأمل أن تفي حماس بكل التزاماتها طولكرم - شهيد برصاص الاحتلال في مخيم نور شمس الخارجية تعقب على مشروع إسرائيلي يستهدف الضفة الغربية غارات جوية إسرائيلية تستهدف جنوب وشرق لبنان عاجلجميع الحقوق محفوظة لوكالة سوا الإخبارية @ 2025
رئيس الدولة يلتقي وزير الدفاع الإيطالي ويقوم بجولة في معرض “آيدكس 2025”