قام مهندسو معهد ماتشوستس للتكنولوجيا بتسجيل إنجاز جديد من خلال ابتكارهم لبطارية ليثيوم أيون قابلة لإعادة الشحن يمكن نسجها في الأقمشة.

حيث ستحدث هذه البطارية إنجازات جديدة للإتصالات الذاتية، كما ستسمح بتشغيل الأجهزة الإلكترونية ذات الألياف البصرية و أجهزة الاستشعار.

كان قد سبق لفريق المهندسين نفسه من تقديم ابتكارات لألياف تحتوي على مجموعة متنوعة من المكونات الإلكترونية مثل الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs)

وأجهزة الاستشعار الضوئية والإتصالات والأنظمة الرقمية ولكن جميعها اعتمدت على مصادر طاقة خارجية.

ومن هنا تأتي أهمية بطارية الألياف الجديدة لأنها ستمكن هذه الأجهزة من الاكتفاء الذاتي بالطاقة تماماً.

كيف يتم تصنيع بطارية الألياف الجديدة­ ؟

يتم تصنيع بطارية الألياف الجديدة باستخدام مواد هلامية خاصة للبطاريات وتقنية تدعى سحب الألياف القياسية.

وتتم بأسطوانة تحتوي على جميع المكونات الضرورية للبطارية، ليتم تسخينها إلى ما دون درجة الانصهار، ثم يتم سحبها من خلال فتحة ضيقة

ونتيجة لذلك تحتفظ جميع المكونات بمواقعها ولكنها تتقلص إلى أصغر قطر ممكن.

قال الباحث تورال خودييف وهو أحد المسؤولين في إنشاء البطارية وهو أيضاً أستاذ مساعد في جامعة سنغافورة الوطنية:

“إن هذه الألياف يبلغ طولها 140 متراً و سعتها التخزينية 123 ميلي أمبير في الساعة كما تبلغ سماكتها بضع مئات من الميكرونات فقط

وهذه السماكة تُعد الأرق من أي محاولات سابقة لإنتاج بطاريات على شكل ألياف”.

وتابع قائلاً: إن ما يميز هذه الألياف ليست السماكة وحسب بل تضمينها لمواد فعالة بداخلها وهذا ما شكل علامة فارقة.

تقوم هذه التقنية بتضمين الليثيوم و المواد الأخرى داخل الألياف مع طبقة خارجية واقية مما يعني أن مكونات البطارية الحساسة لديها مانع تسريب جيد ومقاومة للماء

كما أنها أكثر مرونة مما يوفر لها العديد من التطبيقات العملية التي تدمج البطاريات والأنظمة الإلكترونية.

التطبيقات العملية للبطارية التي ابتكرها المهندسون !

تم استخدام بطارية الألياف الجديدة على نظام اتصالات “LI ـ FI” وهو نظام اتصال لاسلكي ثنائي الإتجاه وعالي السرعة يعتمد على نبضات من الضوء لنقل البيانات.

ومن المزايا المهمة للبطارية أنه يمكن استخدامها في الطباعة ثلاثية الأبعاد والأنظمة المخصصة لإنشاء أجسام صلبة

مثل: الأغلفة التي يمكن أن توفر للأجهزة بنية متينة ومصدر حماية.

وتعليقاً على ذلك يقول الباحث خورديف: إن استخدام البطارية المدمجة سيمكننا من إنشاء كائنات معقدة عن طريق الطباعة ثلاثية الأبعاد

كما أن عملية الطباعة هي عملية من خطوة واحدة فهي لا تحتاج لإضافة أي شيء آخر لأن جميع مكونات البطارية موجودة بالفعل داخل الألياف.

وفي نهاية حديثه أضاف: إن مثل هذه البطاريات الليفية يمكن أن تكون جاهزة للاستخدام ضمن المنتجات التجارية خلال السنوات القليلة القادمة.

ختاماً

تم دعم البحث في تطوير هذه البطارية من قبل برنامج MITMRSEC التابع لمؤسسة العلوم الوطنية ومختبر أبحاث الجيش الأميركي

ومن برنامج الزمالة البحثية للخريجين التابع لمؤسسة العلوم الوطنية، والمؤسسة الوطنية للبحوث في كوريا.

المصدر: اضغط هنا

• إعداد: المهندسة يارا الخيمي
• تدقيق: المهندسة سهى عبدو
• تحرير: المهندس بشار الحجي