Logo Arabcivil 2024

بطاريات هلامية مستوحاة من سمك الأنقليس الكهربائي

تم تحديثه يوم 17 يوليو, 2024 من طرف فريق الأبحاث و المستجدات
"اللهم انفعني بما علمتني وعلمني ما ينفعني"
المصدر: Science Advances

 

الفكرة الأساسية

تطوير بطارية "هلامية"* ناعمة وقابلة للتمدد مستوحاة من قدرات الصدمات الكهربائية لسمك الأنقليس الكهربائي*، والتي تعد مثالية للأجهزة القابلة للارتداء والروبوتات الناعمة* ولها تطبيقات محتملة في المجال الطبي الحيوي.

 


تفاصيل القصة

استلهم العلماء من قدرات الصدمات الكهربائية للأنقليس الكهربائي* لتطوير بطارية "هلامية"* ناعمة وقابلة للتمدد، مما يجعلها مثالية للأجهزة القابلة للارتداء* أو الروبوتات الناعمة*، وذلك وفقًا لدراسة جديدة نشرت في مجلة Science Advances. ومع مزيد من الاختبارات على الكائنات الحية، قد تكون هذه البطاريات مفيدة حتى كزراعة دماغية لتوصيل الأدوية المستهدفة لعلاج الصرع، من بين حالات واستعمالات أخرى.

تتميز البطاريات الهلامية* بإمكانية استخدامها في التطبيقات الطبية الحيوية لأنها لا تحتوي على مكونات صلبة مثل المعادن، مما يجعلها أقل احتمالًا للرفض من قبل الجسم أو تسبب تراكم الأنسجة الندبية.

يعتمد تصميم هذه البطاريات على بنية خلايا العضلات المعدلة* في سمك الأنقليس الكهربائي*، والتي تتيح له توليد التفريغات الكهربائية. ويستخدم الأنقليس هذه التفريغات لتتبع فرائسه وقتلها، حيث يمكن أن ينتج نوع معين من الأنقليس (Electrophorus voltai) تفريغًا كهربائيًا يصل إلى 860 فولت. استغل العلماء هذا المفهوم لتطوير بطاريات تستخدم الأيونات* كحاملات للشحنة بدلاً من الإلكترونات، مما يمكنها من الاحتفاظ بالمرونة والتوصيل الكهربائي حتى عند التمدد.

يتكون الهلام من شبكة بوليمرية ثلاثية الأبعاد تحتوي على 60% ماء، مع إضافة مكونات تجعلها لزجة وقابلة للتكدس في طبقات متعددة، مما يزيد من الطاقة المحتملة للبطارية.

 


المصطلحات الأساسية*

    • الأنقليس الكهربائي (Electric Eel): نوع من الأسماك التي تستطيع إنتاج تفريغات كهربائية، تستخدمها في الصيد والدفاع عن النفس.
    • بطارية هلامية (Jelly Battery): نوع من البطاريات المرنة المصنوعة من مواد هلامية يمكنها التمدد والتكيف مع الأشكال المختلفة، تستخدم في الأجهزة القابلة للارتداء والروبوتات الناعمة.
    • الأجهزة القابلة للارتداء (Wearable Devices): أجهزة إلكترونية يمكن ارتداؤها على الجسم، مثل الساعات الذكية وأجهزة تتبع اللياقة البدنية.
    • الروبوتات الناعمة (Soft Robotics): فرع من الروبوتات التي تستخدم مواد مرنة وليّنة لتصميم روبوتات يمكنها التحرك بطرق مشابهة للكائنات الحية.
    • خلايا العضلات المعدلة (Electrocytes): خلايا خاصة في سمك الأنقليس الكهربائي تستطيع إنتاج الكهرباء من خلال تغيير توزيع الأيونات عبر أغشية الخلايا.
    • الأيونات (Ions): ذرات أو جزيئات مشحونة كهربائيًا، تلعب دورًا حيويًا في نقل الشحنات الكهربائية في البطاريات والعمليات الحيوية.
    • الهلاميات المائية (Hydrogels): مواد بوليمرية تحتوي على نسبة عالية من الماء، تتميز بقدرتها على محاكاة خصائص الأنسجة البشرية.
    • الزراعة الدماغية (Brain Implants): أجهزة طبية تزرع في الدماغ لتقديم علاجات مستهدفة لحالات معينة مثل الصرع.
    • التوصيلية (Conductivity): قدرة المادة على نقل الكهرباء.

 

 

اطّلع على المزيد

مساهمة في تنمية المدنية العربية
Menu
جميع الحقوق محفوظة © Arabcivil 2024