اكتشاف ثوري: أول شريط مطاطي يولد كهرباء من حرارة الجسم

حقق فريق من الباحثين الصينيين إنجازاً علمياً مميزاً من خلال ابتكار أول شريط مطاطي في العالم يمكنه تحويل حرارة الجسم إلى كهرباء، هذا الابتكار يعد خطوة كبيرة نحو تطوير أجهزة قابلة للارتداء مثل الساعات الذكية التي يمكن أن تعمل بشكل ذاتي دون الحاجة إلى بطاريات كبيرة أو عمليات شحن متكررة، وقد أوضح الفريق أن المادة الجديدة تجمع بين خاصيتين لم تتوفر في أي مادة من قبل وهما المرونة العالية وكفاءة التحويل الحراري الكهربائي، حتى الآن كانت جميع المواد الحرارية الكهربائية المتاحة إما صلبة جداً أو تفقد فعاليتها عندما تتعرض للتمدد.

يعتمد هذا الابتكار على مبدأ الطاقة الحرارية الكهربائية الذي يقوم بتوليد الكهرباء من الفارق بين حرارة الجسم والهواء المحيط، فدرجة حرارة جسم الإنسان معتدلة تقريباً عند 37 درجة مئوية بينما تتراوح درجات الحرارة المحيطة عادةً بين 20 و30 درجة، على الرغم من بساطة هذا التدرج إلا أنه يمثل مصدراً دائماً للطاقة بحسب ما ذكره موقع interesting engineering.

ولي تينغ، عالم المواد بجامعة بكين وأحد المشاركين في البحث، وصف الابتكار بأنه “أول مفهوم مطاطي حراري كهربائي في العالم”، وقد صرح أن الهدف كان إنتاج مادة مرنة يمكنها الانزلاق والالتصاق بالجلد، مما يوفر طاقة مستمرة ما دامت المادة سليمة.

صُممت المادة الجديدة من خلال دمج البوليمرات شبه الموصلة مع مطاط مرن لإنشاء شبكة من الألياف النانوية، هذا التصميم يساعد على تحقيق التوصيل الكهربائي مع الحفاظ على مرونة واستقرار الشريط، وقد أثبتت المادة قدرتها الفائقة على التمدد واستعادة شكلها الأساسي بشكل مدهش.

تعزيزاً لفعاليتها تم إضافة عوامل تنشيط خاصة، مما جعل أدائها الحراري الكهربائي عند درجة حرارة الغرفة مماثلاً للمواد غير العضوية التقليدية، الأمر الذي يعد إنجازاً كبيراً في مجال الإيلاستومرات من النوع n والتي توصل الإلكترونات وتحافظ على فعاليتها تحت مختلف الظروف.

تتعدد التطبيقات الممكنة لهذه المادة، حيث يمكن استخدامها لشحن الأجهزة القابلة للارتداء أو في الملابس الذكية التي تساعد في شحن الهواتف أو تنظيم حرارة الجسم، كما تشير التوقعات إلى أن المجال الطبي سيكون من أبرز المستفيدين، إذ يمكن استخدام هذه التقنية لتزويد أجهزة مراقبة القلب بالطاقة مباشرة من حرارة الجسم، مما يعزز من مستقبل الأجهزة المستقلة التي تعتمد على حرارة الإنسان كمصدر طاقة مستدام.