كوريا الجنوبية.. ابتكار جهاز يوفر شحنا لاسلكيا تحت الماء وداخل جسم الإنسان!

كوريا ج – طور العلماء من المعهد الكوري الجنوبي للعلوم والتكنولوجيا جهاز استقبال بالموجات فوق الصوتية يوفر شحنا لاسلكيا تحت الماء وداخل جسم الإنسان.

ونُشر البحث في مجلة Advanced Materials، ويُمكن لهذا الجهاز تشغيل الغرسات الطبية وأجهزة استشعار البحرية والطائرات المسيرة من دون الحاجة إلى أسلاك أو استبدال متكرر للبطاريات.

ويعمل جهاز الاستقبال الجديد باستخدام الموجات فوق الصوتية (اهتزازات صوتية عالية التردد) التي تنتقل بسهولة عبر الماء والأنسجة، على عكس الموجات الكهرومغناطيسية التي تفقد طاقتها. ويتكون الجهاز من طبقات رقيقة من مواد كهروضغطية تهتز تحت تأثير الموجات فوق الصوتية لتوليد الكهرباء. وتعزز طبقة كهرباء احتكاكية الشحن عبر الاحتكاك، وهي مشابهة للكهرباء الساكنة عند تمشيط الشعر.

ويتميز الجهاز ببنية مرنة تشبه غشاء السيليكون تتكيف مع حركات الجسم أو تيارات المحيط، وتحافظ على كفاءتها حتى عند الانحناء أو التمدد. ويُرسل جهاز إرسال خارجي موجات فوق صوتية بينما يحولها المستقبل إلى طاقة بكفاءة تصل إلى 30%، ما يعتبر أعلى بثلاث مرات من سابقاته.

وفي الاختبارات، وفر الجهاز 20 مللي واط من الطاقة على مسافة 3 سم تحت الما، و7 مللي واط عبر 3 سم من الأنسجة.

هذه الطاقة كافية لتشغيل أجهزة تنظيم ضربات القلب، أو أجهزة التحفيز العصبي، أو أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء. ومن أجل استعراض كفاءة الجهاز أضاء العلماء ثنائيا باعثا للضوء (LED) يحمل شعار KIST باستخدام الموجات فوق الصوتية اللاسلكية.

وبفضل تحسين المواد وتأثير الكهرباء الاحتكاكية زاد هذا الجهاز من إنتاج الطاقة بمقدار 5–10 أضعاف، مقارنة بأجهزة الاستقبال التقليدية التي كانت صلبة ومنخفضة الكفاءة.

وتتيح مرونته وتوافقه الحيوي دمجه في الغرسات الطبية أو الأجهزة القابلة للارتداء بأمان، بينما يمكنه أن يغذي درونات مسيرة بحرية بالكهرباء بغية جمع البيانات المناخية لسنوات بدون صيانة.

المصدر: Naukatv.ru