نشرت مجلة "جورنال أوف باور سورسز" دراسة عن تطوير العلماء خلايا الوقود الحيوي -التي تشغل الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء- من العَرَق البشري.
وتُصمَّم هذه الأجهزة الصغيرة -عادةً- ليرتديها المستخدم مباشرة على الجلد لقياس إشارات حيوية معينة، وترسل البيانات منها لاسلكيًا إلى الهواتف الذكية أو أجهزة الكمبيوتر لتتبع صحة المستخدم.
ويدرس فريق من العلماء -بقيادة الأستاذ المساعد في جامعة طوكيو للعلوم في اليابان، إيساو شيتاندا- طرقًا فاعلة لاستخدام العَرَق مصدرًا وحيدًا للكهرباء في الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء، حسبما ذكر موقع فري نيوز.
مشكلة الشحن والبطاريات
قدّم العلماء -في دراستهم الأخيرة، التي نُشرت في مجلة "جورنال أوف باور سورسز"- تصميمًا جديدًا لمجموعة خلايا الوقود الحيوي، إذ يُستخدم مكون كيميائي للعَرَق -اللاكتات- لتوليد الكهرباء، وهي كافية لتشغيل جهاز الاستشعار البيولوجي والأجهزة اللاسلكية لوقت قصير.
وتواجه هذه الأجهزة مشكلة الشحن باستمرار، ومن الصعب العثور على مصدر كهرباء مناسب لأجهزة الاستشعار الحيوية التي يمكن ارتداؤها، كما أن البطاريات التقليدية المستخدمة في ساعات المعصم وحاسبات الجيب سميكة للغاية وضخمة.
وتتسبب البطاريات الرقيقة في مشكلات في السعة وحتى السلامة، ولهذا أصبح البشر مصدر الكهرباء للأجهزة القابلة للارتداء.
مزايا خلايا الوقود الحيوي الجديدة
تشبه المجموعة الجديدة من خلايا الوقود الحيوي الضمادة الورقية التي يرتديها المستخدم -على سبيل المثال- على الذراع أو الساعد، وتتكون من قاعدة ورقية مقاومة للماء، إذ يتم وضع العديد من خلايا الوقود الحيوي في سلسلة متوازية.
ويتوقف عدد الخلايا على الجهد الناتج والكهرباء المطلوبة؛ إذ يولّد تفاعل كهروكيميائي بين اللاكتات وإنزيم موجود في الأقطاب الكهربائية تيارًا كهربائيًا، تتحرك الخلايا نحو المنساخ "البانتوغراف" المشترك المصنوع من عجينة الكربون الموصلة.
ولا تُعدّ هذه أول خلية وقود حيوي تعتمد على اللاكتات، إذ يوجد عديد من الفوارق الرئيسة التي تميّز التصميم الجديد عن خلايا الوقود الحيوي الموجودة، لأن الجهاز يُصنّع باستخدام الطباعة الشبكية الملائمة للإنتاج الضخم الفعال من حيث التكلفة.
وقد أُجريت الدراسة بالتعاون مع الدكتور سييا تسوجيمورا من جامعة تسوكوبا، والدكتور تسوتومو ميكاوا من معهد "ريكن" للأبحاث العلمية، والدكتور هيرويوكي ماتسوي من جامعة ياماغاتا، وجميعها في اليابان.
اقرأ أيضًا..
