مولد يعمل بالرطوبة يدعم الأجهزة القابلة للارتداء

طور باحثون من معهد هاربين للتكنولوجيا في الصين، مولداً كهربائياً مرناً يعمل بالرطوبة وقابلاً للتمدد بالكامل، بهدف دعم تشغيل الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء حتى أثناء الانحناء والشد المتكرر.

وكشف الباحثون أن الابتكار يعالج أحد أبرز تحديات مولدات الرطوبة الهيدروجيلية، والمتمثل في ضعف الالتصاق بين طبقات الهيدروجيل والأقطاب الكهربائية، ما كان يؤدي سابقاً إلى عدم استقرار الإنتاج وفشل ميكانيكي أثناء الانحناء.

وقال الباحثون إنهم اعتمدوا على تصميم هيدروجيل عالي الالتصاق عبر تعزيز الواجهة بين الطبقات الوظيفية والأقطاب، باستخدام مزيج من الماء والجلسرين مع إدخال المعدن السائل وأقطاب فضية قابلة للتمدد.
وأوضحوا: «أسهم الجلسرين في كشف مزيد من الروابط الهيدروجينية داخل الهيدروجيل، ما ساعد على تحسين حركة الأيونات بكفاءة أكبر عبر الجهاز تحت الضغط وخفض مقاومة الواجهة، إضافة إلى تعزيز مقاومة الجفاف والتجمد والانتفاخ».

وأظهرت النتائج أن الجهاز حقق جهداً كهربائياً تجاوز 0.94 فولت، وكثافة تيار بلغت 141 ميكروأمبير لكل سنتيمتر مربع، مع احتفاظه باستقرار الأداء تحت التشوه المتكرر.
كما صمد بعد 1040 دورة تمدد، واستمر في العمل بكفاءة حتى بعد 8000 دورة ثني وانحناء بزاوية 180 درجة مع تراجع محدود في الأداء.

ويرى الباحثون أن التقنية تفتح الباب لتطوير مصادر طاقة مرنة للأجهزة القابلة للارتداء، مثل أجهزة مراقبة التنفس وأجهزة الاستشعار الصحية ذاتية التشغيل، واستراتيجية لتحسين موثوقية الإلكترونيات المرنة العاملة في ظروف ميكانيكية وبيئية صعبة.