تكنولوجيا النانو تحوّل الرياضة إلى مصدر طاقة للأجهزة الذكية

بفضل الابتكارات في مجال تكنولوجيا النانو، قد تصبح رياضة الجري قريبًا وسيلة لتوليد الطاقة الكهربائية لأجهزتك الإلكترونية المحمولة. تخيّل أن كل خطوة تخطوها تسهم في شحن ساعتك الذكية أو سماعاتك اللاسلكية! هذا ممكن الآن بفضل جهاز نانوي مبتكر، تمّ تطويره في جامعة سري، والذي يحول الحركة إلى طاقة بكفاءة عالية.

قام باحثون من معهد التكنولوجيا المتقدّمة في سري ATI بابتكار مولدات نانوية متطورة تتميز بمرونتها وفعاليتها العالية في استهلاك الطاقة، حيث تُظهر هذه المولدات زيادة هائلة في كثافة الطاقة تصل إلى 140 ضعفًا عند مقارنتها بالمولدات النانوية الأساسية. يرى العلماء في المعهد أن هذه النقلة النوعية قد تفتح آفاقًا جديدة لتطوير أجهزة نانوية ذات كفاءة عالية كالخلايا الشمسية المستخدمة اليوم.

تستطيع تقنية سري الجديدة تعزيز الطاقة الميكانيكية الصغيرة، كالتي تنتج من الحركات اليومية، لتوليد طاقة كهربائية أكبر بكثير، بطريقة مشابهة لكيفية تقوية مكبر الصوت للأصوات في الأجهزة الإلكترونية. فمثلاً، قد يرفع هذا الابتكار من إنتاجية مولد نانوي عادي من 10 ملي واط إلى أكثر من 1000 ملي واط، ما يجعله مثاليًا لاستخدامات جني الطاقة في الأنشطة اليومية المتنوعة.

يشبه مولد النانو من ATI تقنية السباق بالتتابع، حيث لا يعتمد على قطب كهربائي فردي لنقل الطاقة. بدلاً من ذلك، يتسلّم كل "عداء" كمية من الطاقة، يزيدها، ثم ينقلها إلى العداء التالي. هذا التسلسل يؤدي إلى تعزيز الطاقة المتجمعة من خلال ما يُعرف بتأثير إعادة شحن الطاقة.

وفي السياق، قال المؤلف الرئيسي للدراسة من جامعة سري، الدكتور محمد ديلوار حسين: "إن حلم المولدات النانوية هو التقاط واستخدام الطاقة من الحركات اليومية، مثل الجري الصباحي، والاهتزازات الميكانيكية، وأمواج المحيط أو فتح الباب. والابتكار الرئيسي في مولدنا النانوي هو أننا قمنا بضبط التكنولوجيا باستخدام 34 مجمعًا صغيرًا للطاقة باستخدام تقنية الليزر التي يمكن توسيع نطاقها للتصنيع لزيادة كفاءة الطاقة بشكل أكبر.

وأضاف: "الأمر المثير حقًا هو أن جهازنا الصغير بالكثافة العالية في حصاد الطاقة، يمكن أن ينافس يومًا ما قوة الألواح الشمسية، ويمكن استخدامه لتشغيل أي شيء من أجهزة الاستشعار التي تعمل بالطاقة الذاتية 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 باستخدام مواد تصبح مشحونة كهربائيًا عند ملامستها ثم تنفصل - على غرار عندما تفرك بالونًا على شعرك، ويلتصق بسبب الكهرباء الساكنة.