.gif)
طور باحثون بطارية ألياف بسماكة ملليمتر واحد قابلة لإعادة الشحن لاسلكياً، ويمكن نسجها في الملابس للعمل كمحور لشبكة إلكترونية قابلة للارتداء.
وعن ميزة تلك البطاريات الجديدة، أوضحت مجلة «أي إي إي إي سبكتروم» العلمية، أن المكثفات عالية السعة تمتلك كثافة طاقة عالية لكن تطبيقاتها تبقى محدودة، أما بطاريات الليثيوم أيون المرنة فتمتاز بكثافة طاقة أعلى ولكن هناك مخاوف بشأن سلامتها.
وفي المقابل، تعد بطاريات أيون الزنك تقنية واعدة لتخزين الطاقة المرنة للأجهزة القابلة للارتداء، إذ إنها تمتلك نظرياً سعة عالية بتكلفة منخفضة مع أمان جيد، لكن تبين أنه من الصعب تصنيع الإلكتروليتات الهلامية التي تساعد على تدفق الشحنات الكهربائية داخل هذه البطاريات، وغالباً ما تمتاز بخصائص ميكانيكية ضعيفة وبموصلية أيونية منخفضة.
ولهذا، طور العلماء أخيراً بطاريات زنك أيون قابلة لإعادة الشحن بكثافة طاقة عالية نسبياً تبلغ 91 واطاً في الساعة لكل لتر، بالمقارنة بكثافة طاقة بطارية ليثيوم أيون من 250 إلى 670 واطاً في الساعة لكل لتر.
وتمكنوا من تصنيع البطاريات كألياف يبلغ قطرها ملليمتراً واحداً أثبتت أنها مرنة مثل جلد الإنسان وقادرة على التمدد بنسبة 230% دون أن تنكسر، أما تكلفتها فتعد منخفضة عند 0.64 دولار لكل 15 سنتيمتراً، ووزنها خفيف عند 1.26 غرام لكل 15 سنتيمتراً.
وقال مؤلف الدراسة الرئيسي، المهندس الكهربائي، شياو شياو، في جامعة كاليفورنيا لوس أنجليس: «الملابس الذكية هو هدفنا»، موضحاً أن بطارية ثاني أكسيد الزنك والمنغنيز الجديدة تستخدم إلكتروليتاً مصنوعاً بطريقة قابلة للتطوير من مادتين شائعتين هما هيدروجيل كحول متعدد الفاينيل ورقائق أكسيد الغرافين.
وأفاد بأن الرقائق المتناثرة بالتساوي في الهيدروجيل تساعد في إعطاء الإلكتروليت موصلية عالية الأيونات تصل إلى 21 مللي سيمنز لكل سنتيمتر، وقد جعل الهيدروجيل أيضاً الإلكتروليت مرناً وقادراً على الشفاء الذاتي، وقد كان كافياً لمس القطع المقطوعة لربطها معاً مرة أخرى.
وفي التجارب، أظهرت بطاريات الألياف الجديدة أداء مستقراً على مدار أكثر من 500 ساعة من التفريغ وإعادة الشحن، وحافظت على 98% من السعة بعد أكثر من ألف دورة. وقد تبين أن هذه البطاريات قابلة للشحن لاسلكياً بواسطة الهواتف الذكية أو الأجهزة الأخرى.
ومن خلال تغليف تلك الألياف بالسيليكون، جعل الباحثون هذه البطاريات مستقرة في الهواء ومقاومة للماء بدرجة كافية لتزويدها بالطاقة حتى عند غمرها في الماء، كما حموا جلد الإنسان.
وقاموا أيضاً بدمج بطاريات الألياف في قميص مع العديد من أجهزة الاستشعار والدوائر ومحطة الشحن اللاسلكية أيضاً، لكي تعمل البطاريات كمحور لشبكة منطقة جسم الإنسان على غرار شبكات المنطقة المحلية التي تربط أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الطرفية في المنازل والمكاتب.
وأفيد بأن الملابس يمكنها قياس معدل ضربات القلب ودرجة الحرارة والرطوبة وإشارات الارتفاع وإرسال هذه البيانات إلى هاتف ذكي عبر بلوتوث.
ويأمل الباحثون في المستقبل لتطوير أجهزة استشعار مرنة بدلاً من صلبة المستخدمة في هذا النموذج الأولي، بالإضافة إلى أقمشة يمكنها حصد الطاقة من حركات الجسد لتوليد الكهرباء وحتى شاشات نسيجية، كما يقول شياو.
وكالات