طور باحثون صينيون مادة جديدة يمكن استخدامها في توليد تيار كهربائي من حركات يومية. ويمكن استخدام هذه المادة في الجلد الصناعي وأجهزة الروبوت اللينة أو في صناعة ملابس إلكترونية. لكن كيف تشتغل؟
إعلان
تمكن خبراء صينيون من تطوير مادة جديدة لاستخدامها في توليد الطاقة. ويطلق المتخصصون على هذه المادة الجديدة «Energy Harvesting» التي تعني بالعربية "جنّي الطاقة". ويتم من خلالها توليد كميات ضئيلة من الطاقة الكهربائية من فروق درجة الحرارة أو من الحركات اليومية التي يقوم بها الإنسان على سبيل المثال أو الآلات. ويمكن استخدام تلك الطاقة في تشغيل أجهزة صغيرة متنقلة.
وتوجد هناك إمكانية لتوليد هذه الطاقة باستخدام ما يعرف بمُعامل الاحتكاك الكهربائي، والذي ينتج خلاله شحنات كهربية في مادتين عندما تكونان ملتصقين ثم يتم فصلهما. ثم يمكن أن تولد هذه الشحنات الكهروستاتيكية من خلال ما يعرف بالحث الكهروستوني تياراً كهربياً في موصل كهربائي. طور وانغ قبل سنوات بالفعل مولداً نانونياً يولد الكهرباء بالاحتكاك سماه تينغ. ثم استمر في تطويره، وأطلق على الجيل المطور منه ستنج وهو الإسم الناتج عن إضافة حرف ،S الذي اختصر به كلمة skinالإنجليزية التي تعني بشرة، إلى الإسم الأصلي تينغ وهو مولد شفاف بنسبة نحو 96 بالمئة.
كما أنه من الممكن مط جهاز ستنغ يزيد سمكه قليلاً عن 2 مليمتر إلى أكثر من عشرة أمثال طوله ليولد بذلك طاقة أكثر من الطاقة التي يولدها في حالة السكون حسبما أوضح وانغ وزملاؤه في مجلة "ساينس أدفانسيس" المتخصصة. وأصبحت هذه الصفات الخاصة ممكنة بفضل مولد كهربائي من نوع خاص، إنه هيدروجيل مع مركب أكريلاميد الذي يحتوي على كلوريد الليثيوم. وتستخدم مادة هيدروجيل في تحريك الأيونات (ذرات أو جزيئات مشحونة كهربيا) وشحنها بتيار كهربائي كلما تحركت المادة اللدنة المحيطة أو ضغطت.
وتتكون هذه المادة اللدنة إما ثنائي ميثيل السيلوكزان الشفاف أو مادة مستخدمة في صناعة شريط لاصق مزدوج يمكن مطه بشكل بالغ. استطاع وانج وزملاؤه الوصول بقدرة مولد ستنغ إلى جهد كهربائي بقوة 145 فولت وكثافة طاقة سطح بقوة 35 ملي واط لكل متر مربع.
وقال الباحثون إن المواد اللدنة والهيدروجيل المستخدمة في صناعة المولد خفيفة جدا ورخيصة الثمن جداً "، ومن الممكن أيضا تصميم جهاز ستنج بأشكال مختلفة وغير معقدة طالما أن هناك شريطا مطاطيا رقيقا يحيط بالهيدروجيل و يمنع التسرب".
وفى تعليقه على هذا الإنجاز العلمي قال الدكتور بيتر فوياس من جامعة فرايبورج الألمانية إن الشفافية واستخدام الهيدروجيل المملوء بالأيونات كأقطاب كهربية شيء جديد حقا، ولكنه شكك في إمكانية تطبيق جهاز ستنج بشكل واسع مضيفا: "إذا كان من اللازم عمل ضغط يعادل 12 كيلوغراما لتوليد 40 مايكروات فإن هناك طرقا أكثر فعالية بكثير من ذلك".
ولكن الخبير الألماني لم يستبعد استخدام هذا المولد الكهربائي في الأحذية التي بها مثل هذه القوى المطلوبة لتوليد الكهرباء. وقال فوياس إنه من غير الواضح أيضا مدى قدرة تحمل المولدات النانونية التي تعمل بالاحتكاك الكهربائي فترة طويلة ولكنه لم يستبعد مع ذلك أن يستخدم مولد ستنغ في نطاقات محدودة في ظل انخفاض تكلفته.
مع استقبال الربيع ودف الأجواء، ينطلق الناس على دراجاتهم الهوائية بأنواعها المختلفة عوضاً عن استخدام وسائط النقل العامة أو سياراتهم، وذلك لما يجدونه في ركوب الدراجات من رياضة صحية، ومتعة وتسلية وتوفير.
صورة من: picture alliance/Bildagentur-online
يمتلك كل ألماني تقريباً دراجة هوائية على الأقل. ويقدر عدد الدراجات الهوائية بألمانيا 72 مليون دراجة. بالإضافة إلى الدراجات الصدئة التي تقبع في المستودعات ولم تحتسب. مع قدوم فصل الربيع لا شيء بإمكانه منع الألمان من ركوب دراجاتهم أو شراء المزيد بأنواعها المختلفة، التي يقف المشتري حائراً أمامها. بدءً من الدراجات الهولندية الكلاسيكية وصولاً إلى الدراجات الجبلية عالية التقنية.
صورة من: Fotolia/yanlev
تخصص ألمانيا شبكة خطوط خاصة للدراجات الهوائية يبلغ طولها 75 ألف كم، وفقاً لجمعية السياحة الألمانية، وتتميز بنوعية جيدة وخدمات شاملة، كالفنادق والمطاعم ومحطات شحن الدراجات الإلكترونية على لطريق.
صورة من: picture alliance / Patrick Pleul
إبن الوز عوام" هذه الفتاة الجميلة خرجت مع والدها في أول يوم أحد ربيعي على الدراجات الهوائية. رُبطت دراجتها بعجلة دراجة والدها الخلفية، حرصاً على راحتها عندما تتعب من القيادة. الأطفال يتعلمون قيادة الدرجات من الصغر.
صورة من: DW/S. Wünsch
وهناك دراجات مزودة بعربة في مقدمة العجلة الأمامية مخصصة للأطفال. حيث تتسع لأربعة صغار. تعمل إيفا كمربية أطفال، وبالنسبة لها الخروج مع طفلها الذي يعتلي عرشه في العربة الأمامية مع ألعابه في هذه الصورة، بمثابة إجازة. إذ يتوجب عليها كمربية التجول بالدراجة غالباً بوجود أربعة أطفال في العربة.
صورة من: DW/S. Wünsch
بعض الدراجات كهذه بإمكانك طيها، وهي سهلة الحمل والنقل، إذ تتميز بخفة وزنها وتحتاج لمساحة صغيرة فقط. وتبدو مثالية للموظفين الذين يتوجب عليهم السفر للوصول إلى عملهم، إذ توفر الكلفة الإضافية لوسيلة نقل أخرى تنقلهم إلى المحطة.
صورة من: picture-alliance/dpa
تتوفر الدراجات المزودة بمحركات كهربائية بأشكال مختلفة، كدراجة (البيديليك) الأكثر انتشاراً المدعومة بمحرك كهربائي صغير يجعل صعود المرتفعات أكثر سهولة عبر آلية خاصة داعمة للدواسات. وقد تغلبت على صيتها كـ(مصعد المتقاعدين) بأدائها العالي والإصدارات الجبلية الحديثة منها. وتبلغ قيمتها حوالي 2500 يورو بألمانيا.
صورة من: Imago/MITO
وصلت التكنولوجيا إلى عالم الدراجات الهوائية أيضاً، إذ زُودت الدراجات الذكية بعداد سرعة وحساب الدوسات، وبالتأكيد تطبيق دليل الملاحة. بالإضافة إلى إمكانية فتح وقفل الدراجة عبر تطبيق خاص. والأهم طبعاً وجود تطبيق خاص للحماية ضد السرقات.
صورة من: DW
يميل معظمنا إلى الأشياء الغريبة، وما تزال بعض الدراجات تحتفظ بتصاميم جميلة، إلا أنها غير عملية في الحياة اليومية. أما دراجات البامبو( الخيزران) فهي متينة بما فيه الكفاية لتجوب العالم. ركب كلاً من كارينا وتيم بوزر دراجات البامبو خاصتهم برحلة من هامبورغ إلى مدينة تشنغدو بالصين، حيث قطعت تلك الدراجات 12 ألف كم دون حدوث أي خلل يذكر تقريباً.
صورة من: picture-alliance/dpa/D. Reinhardt
تحررت الدراجة الهوائية الأحادية من ساحة السيرك إلى ساحة المدرسة، كما اكتشفها الرياضيون المتعطشون للمغامرة لخوض تجارب خطرة بركوبها في أعالي الجبال.
صورة من: picture-alliance/dpa
ظهرت مسابقات ركوب الـ بي إم إكس عند بحث الشباب والأطفال، تحت السن القانوني لركوب الدراجات النارية، على بديل لسابقات الدراجات النارية. وهي عبارة عن دراجات هوائية معدلة ومجهزة بعجلات عريضة خاصة لتلقي الصدمات. أصبح سباق بي إم إكس ضمن مسابقات الألعاب الأولمبية منذ عام 2008. زيلكه فونش/ريم ضوا.