أول شريط مطاطي حراري كهربائي يولد طاقة من حرارة الجسم

نجح فريق من الباحثين الصينيين في تحقيق إنجاز علمي فريد يتمثل في ابتكار أول شريط مطاطي حراري كهربائي في العالم يقوم بتحويل حرارة الجسم إلى كهرباء، ويمثل هذا الابتكار تطوراً ملحوظاً في مجال إنشاء أجهزة قابلة للارتداء مثل الساعات الذكية التي قد تعمل بشكل ذاتي دون الحاجة إلى بطاريات ضخمة أو شحن متكرر، وقد أشار الباحثون إلى أن المادة الجديدة تجمع بين خاصيتين لم تتوفرا سابقاً وهي المرونة العالية وكفاءة التحويل الحراري الكهربائي.

يعتمد هذا الابتكار على مبدأ الطاقة الحرارية الكهربائية، حيث يستطيع توليد الكهرباء من خلال الفارق بين درجة حرارة الجسم والهواء المحيط، فدرجة حرارة الإنسان عادة ما تكون ثابتة تقريباً عند 37 درجة مئوية بينما تتراوح حرارة الجو بين 20 و30 درجة، يمكن لهذا التدرج البسيط أن يتحول إلى مصدر دائم للطاقة، وفقاً لموقع interesting engineering، مما يفتح أبواب الابتكار التكنولوجي.

وصف لي تينغ عالم المواد في جامعة بكين هذا الابتكار بأنه أول مفهوم للمطاط الحراري الكهربائي في العالم، وقد أكد أن الهدف كان إنتاج مادة مرنة وسهلة الالتصاق بالجلد، وبالتالي فإنها توفر طاقة مستمرة طالما بقيت سليمة، ويعكس هذا الابتكار التقدم الكبير في تقنيات المواد الذكية والقابلة للتكيف مع احتياجات السوق الحديثة.

تم تصميم المادة الجديدة من خلال مزج البوليمرات شبه الموصلة مع المطاط المرن، مما يؤدي إلى إنشاء شبكة من الألياف النانوية لتحقيق التوصيل الكهربائي مع المحافظة على المرونة، وأثبتت هذه المادة قدرتها على التمدد بنسبة تتجاوز 850% من طولها الأصلي واستعادت أكثر من 90% من شكلها الأصلي عند التمدد، مما يضمن أداءً مماثلاً للمطاط الطبيعي.

لزيادة فعاليتها، أضيفت عوامل تنشيط خاصة تسهم في تحسين أدائها الحراري الكهربائي عند درجة حرارة الغرفة بما يعادل المواد غير العضوية التقليدية، ويعتبر هذا الإنجاز خطوة نحو تحسين نوعية المواد الإيلاستومرية، وبالتالي تعزيز قدراتها التكنولوجية في التطبيقات المختلفة مثل الشحن وتوليد الطاقة.

تتوزع التطبيقـات المحتملة على مجالات متعددة، فيمكن استخدام المادة الجديدة في الملابس الذكية لشحن الهواتف أو لتنظيم حرارة الجسم من خلال توزيع الطاقة، وفي القطاع الطبي تحتل هذه التقنية موقعاً مميزاً، حيث يمكن استخدام هذه المادة لتزويد أجهزة مراقبة القلب بالطاقة مباشرة من حرارة الجسم، مما يعزز الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة والمتاحة بشكل دائم.