صنع العلماء قميصًا يمكنه شحن هاتفك

قد لا يستغرق الأمر وقتًا طويلاً قبل أن تتمكن سترتك من شحن هاتفك.

طورت مجموعة من الباحثين في الصين نوعًا من الألياف يمكنه تخزين ما يكفي من الكهرباء لشحن الأجهزة الشخصية والأجهزة الطبية القابلة للارتداء.

في دراسة نُشرت في مجلة Nature الأسبوع الماضي، قال باحثون من جامعة فودان في شنغهاي إنهم تمكنوا من إنتاج كميات كبيرة من بطاريات الألياف fibre battery التي تحمل 85.69 واط-ساعة من الكهرباء لكل كيلوغرام. وبالمقارنة، فإن هاتف ايفون ١٢ برو ماكس، الذي يزن 228 جرامًا، يحتوي على بطارية تبلغ سعتها حوالي 14 واط- ساعة.

وقد أظهر العلماء أنه يمكن شحن الهاتف الذكي لاسلكيًا أثناء ارتداء قميص مصنوع من بطاريات الألياف.

وقد جذبت الملابس الذكية الكثير من الاهتمام التجاري في السنوات الأخيرة. تشمل أحدث المنتجات ملابس السباحة التي يمكن أن تذكرك بوضع واقي من الشمس وسراويل اليوغا التي يمكن أن تشعر عندما يحتاج وضعك إلى التعديل.

يتم تشغيل معظم الأجهزة القابلة للارتداء بواسطة بطاريات الليثيوم أيون التقليدية، والتي عادة لا تكون قابلة للطي أو مقاومة للماء. ولكن تقرب الدراسة الأخيرة الباحثين من تطوير بطارية قابلة للتطبيق تجاريًا والتي يمكن أن تفتح إمكانيات جديدة للأجهزة القابلة للارتداء.

في أحدث دراسة، صنع الباحثون بطاريات ليثيوم أيون على شكل ألياف عن طريق لف سلك من الألومنيوم مغطى بأكاسيد الليثيوم الكوبالت - القطب الموجب - جنبًا إلى جنب مع سلك نحاسي مطلي بالجرافيت للقطب السالب. يتم تطبيق أغلفة خاصة بين الاثنين لمنع حدوث قصر في الدائرة الكهربائية.

اكتشف العلماء بعد ذلك أنه كلما زاد طول الألياف، قلت مقاومتها الداخلية قبل أن تستقر. بناءً على هذا الاكتشاف، قاموا بتصميم عملية صناعية لإنتاج بطاريات ألياف بطول أمتار ويمكن نسجها في المنسوجات.

وجد الباحثون أن نسيج البطارية يعمل بشكل جيد حتى أثناء طيه وغسله بالماء وضربه بالسكين. في إحدى التجارب، استمرت قطعة من القماش في شحن جهاز iPad بينما كانت سيارة يبلغ وزنها 1300 كيلوغرام تسير فوقها.

وقال بينج هويشينج، الذي يقود فريق البحث لقناة Thepaper.cn إن كثافة طاقة الألياف التي تقيس كمية الطاقة التي تحتويها البطارية بما يتناسب مع وزنها، لا تزال متخلفة عن البطاريات التقليدية. لكن مع التمويل الكافي والدعم الفني، يمكن أن تدخل هذه الأنواع من المواد للاستخدام التجاري في غضون عامين إلى خمسة أعوام.

وقال زيجيان تشنغ، الأستاذ الذي يدرس الإلكترونيات القابلة للارتداء في جامعة هونغ كونغ للفنون التطبيقية إن عدم وجود بطاريات النسيج textile batteries أصبح عيبًا رئيسيًا في الإلكترونيات القابلة للارتداء. ولكن "تتمثل ميزة المادة المنشورة في هذه الورقة في البطارية يمكن دمجها بسلاسة في بنية النسيج الخاصة بك."

قال تشنغ إن مؤلفي الدراسة الجديدة أوضحوا أنه من الممكن صنع بطارية على شكل ألياف يبلغ طولها مئات الأمتار، مما يجعل المادة تقترب خطوة من التطبيقات التجارية.

يعمل الباحثون في جميع أنحاء العالم أيضًا على أنواع أخرى من البطاريات القابلة للطي والغسيل مثل الملابس. وقال تشنغ إن مجموعته البحثية طورت نوعًا من البطاريات القماشية التي يمكنها تخزين الطاقة.

في عام 2017 طورت مجموعة بحثية دولية خيوطًا قابلة للتمدد مصنوعة من أنابيب الكربون النانوية التي تولد الكهرباء عند ثنيها أو شدها.