توليد الطاقة من حركة الجسم
طوَّر العلماء جهازاً فائق الرقة لحصاد الطاقة الناجمة عن الحركة البشرية. وهذا الجهاز هو أقرب إلى أن يكون مادة يمكن إدخالها في نسيج الملابس لشحن الهاتف الذكي، أو جهاز استشعار اللياقة البدنية، أو أية أجهزة إلكترونية شخصية، بينما نواصل حياتنا اليومية.
وكانت أبحاث كثيرة قد أجريت سابقاً حول كيفية الحصول على الطاقة من مصادر محيطة بالأشياء، كالطاقة من الاهتزازات أو التشوهات أو التغيرات في درجات الحرارة أو الضوء وغيره. حتى إننا شهدنا أخيراً اختراع هواتف ذكية تستخدم موجات الراديو المحيطة لشحن نفسها. لكن أحد المصادر القيِّمة التي لم يتم التنبه إليها هي الحركة البشرية.
والسبب في ذلك أنه تم اقتراح عديد من الأجهزة لالتقاط الطاقة من الحركة البشرية ذات التردّد المنخفض. لكن في كثير من الأحيان، كانت  هذه الأجهزة تعمل بشكل أفضل عندما تكون وتيرة الحركات أكثر من 100 مرة في الثانية – مفوتة بذلك الطاقة من غالبية الحركات البشرية.
الجهاز الجديد هو أرق من شعرة الإنسان بـ 5000 مرة، ويستطيع استخراج الطاقة من الحركات البشرية التي هي ذات تردّد أبطأ من 10 هيرتز، أو 10 حركات في الثانية، إلى ما هو في حدود 0.01 هيرتز في الثانية، أو حركة كل مئة ثانية؛ أي معظم حركات الجسم. وبهذا الحجم الصغير، فبإمكان الجهاز أن يدخل في المنسوجات من دون أن يغيّر شكلها أو الإحساس بها.
يعمل هذا الحاصد للطاقة بوضع إلكترولايت (محلول ناقل للكهرباء) بين قطبين متطابقين من الفوسفور الأسود. والأقطاب الكهربائية مصنوعة بدورها بواسطة عملية كيميائية تنطوي على وضع طبقات رقيقة من الفوسفور الأسود على الغرافين. فتعطينا هذه المادة المبتكرة قطبين ينحنيان وينثنيان معاً لتوليد الطاقة.
لكن هل هو عمل آمن، وضع ما يشبه البطارية في ثيابنا؟ خاصة أننا شهدنا مؤخراً بعض بطاريات الهواتف الذكية تشتعل.
يؤكد كاري بينت، أحد الباحثين العاملين على هذا الابتكار أننا لن نرى هذه الظاهرة في هذا الجهاز الجديد. فالبطارية العادية تشتعل عندما تنقطع الأقطاب السالبة والموجبة فيلتهب الإلكترولايت. الأقطاب في هذا الجهاز هي متشابهة، وكل ما يحصل عند انقطاعها هو انها تتوقَّف عن حصد الطاقة.

المصدر:
http://www.sciencealert.com/ultrathin-device-generates-power-from-human-movement

ضمادات طبية حيوية فائقة القوة مستلهمة من الرخويات اللزجة
تكمن واحدة من المعوقات خلال العمليات الجراحية في أن الضمادة العادية لا تلتصق بسطح الأنسجة البيولوجية الرطبة. لكن معاينة بعض الرخويات اللزجة، كانت الشرارة التي شحذت مخيلة العلماء لإيجاد الحل.
فقد توصَّل علماء من “معهد وايس” في جامعة هارفارد الأمريكية إلى تطوير مادة لاصقة فائقة القوة، قابلة للاستعمال على الأنسجة البيولوجية حتى عندما تكون رطبة ومن دون أن تسبِّب أي تسمم.
مصدر الوحي لهذا الاختراق العلمي هو الرخوية اللزجة “أريون سابفوسكس”. هذا النوع من الرخويات موجود في كل مكان تقريباً، يفرز سائلاً لزجاً قادراً على الالتصاق بالسطوح، حتى إذا كانت مغطاة بالماء. وتستخدم الرخوية هذه الميزة للبقاء ملتصقة بالمكان حتى لا يستطيع أي مفترس أن يقشرها منه. وقد نظر العلماء في هذه الظاهرة للكشف عن الخصائص التي تجعل الرخوية تلتصق هكذا بنجاح.
ويقول دونالد إينغبر المدير المؤسِّس لمعهد وايس: “لقد وجدت الطبيعة في كثير من الأحيان حلولاً أنيقة للمشكلات العادية؛ إنها مسألة معرفة أين ننظر، وتمييز الأفكار الجيدة عندما نرى واحدة”. ويضيف، “إننا مندهشون كيف أن هذه التقنية المستوحاة من هذا الكائن المتواضع، ستتطوَّر إلى تقنية جديدة للإصلاح الجراحي والتئام الجروح”.
تماماً مثل السائل اللزج لهذه الرخوية، يستخدم تصميم اللاصق الجديد ثلاث آليات: انجذاب كهربائي ساكن لسطوح الخلية المشحونة سلبياً، روابط تساهمية بين الذرات المتجاورة (تشارك بالإلكترونات بين الذرات)، وتنافذ فيزيائي (اختراق متبادل).
وأظهرت الاختبارات التجريبية أن هذه المواد التصقت على أنسجة الخنازير الجافة والرطبة – بما في ذلك الجلد والغضاريف والقلب والشريان والكبد – مع قوة لاصقة ثلاث مرات تقريباً أكبر من المواد الطبية اللاصقة الأخرى. وخلافاً لعديد من المواد الحالية، يمكن لهذه المادة أن تتغير لتناسب استعمالات أخرى.
ويقول أحد الباحثين العاملين على هذا المشروع: “هذه العائلة من المواد اللاصقة لديها تطبيقات واسعة النطاق، ويمكننا أن نصنعها من مواد قابلة للتحلل، فتزول بمجرد أن تكون قد خدمت غرضها. بل يمكن الجمع بين هذه التقنية مع تصاميم الروبوتات المرنة لصنع روبوت لزج”.المصدر:
http://www.iflscience.com/health-and-medicine/slug-goo-inspires-new-superstrength-biomedical-bandaid/

عندما تصبح للجدران عيون!
القول إنَّ للجدران آذاناً بمعناه المجازي أو الحرفي، بات من الماضي. فجدران البيوت الذكية أصبحت شبه جاهزة لأن ترى! فقد أظهر فريق من الباحثين في جامعة هونغ كونغ يعملون بالتعاون مع بعض الجامعات الأمريكية أن بإمكان جهاز استشعار مثبت على الجدار الكشف عن وتيرة المشي وطول الخطوة وحالة التنفس ومعدل ضربات القلب للأفراد، على أساس تداخل أجسامهم مع الإشارات الرادوية الصادرة عن هذا الجهاز.
ويعمل النظام المسمى “وايغيت” WiGait والمخصّص لذلك، بإرسال إشارات راديوية منخفضة الطاقة، ويعود يحلِّلها بعد انعكاسها على أجساد الأشخاص في دائرة يتراوح شعاعها بين 9 و12 متراً. وبإمكان النظام أيضاً الكشف عن أنماط المشي لمختلف الأشخاص، ويعمل باختراق الحواجز المادية كالحيطان داخل المنازل.
فوتيرة المشي، إن كان بطيئاً أو سريعاً، بإمكانها المساعدة في التنبؤ بالأحوال الصحية المحتملة والمتعلِّقة بجوانب معيَّنة مثل قصور القلب، وبعض أمراض الرئة، والفشل الكلوي، أو السكتة الدماغية. كما يمكنها أن تساعد في تقييم خطر سقوط كبار السن، وقدرتهم على التعامل مع أنشطتهم العادية مثل الاستحمام والأكل.
وكشف اختبار مبكِّر لهذا  النظام داخل أحد المنازل الخاصة، رجلاً يستيقظ في الليل ثم يخطو ذهاباً وإياباً. واتضح أنه يعاني من القلق الشديد. كما أجري اختبار على 18 مشاركاً، تبيَّن بنتيجتها أن هذا النظام نجح بدقة بلغت %95 إلى %99.8 في ما يتعلق بسرعة المشي. أما ما يتعلَّق بطول الخطوة فقد تراوحت نسبة نجاحه بين %86 و%99.8.
لكن يبدو أن الناس أظهروا قلقاً بشأن قضايا الخصوصية عندما سئلوا عما إذا كانوا يسمحون للكاميرات أو أجهزة الاستشعار بتتبع سرعة مشيتهم وطول خطوتهم. خاصة وأن هذه الأجهزة تستطيع إلتقاط شكل أجسام الناس أيضاً. لكن بعضهم كان مرتاحاً لوجودها، ربما لأنها تكشف فقط عن وجود الحركة في أماكن محدَّدة دون غيرها.

المصدر:
http://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/diagnostics/the-walls-have-eyes-and-theyre-watching-how-you-walk