نجح باحثون في كلية الهندسة بجامعة سيول الوطنية في تطوير مولد طاقة مرن ورقيق قادر على تحويل حرارة جسم الإنسان إلى كهرباء لتشغيل الأجهزة القابلة للارتداء. الابتكار الذي قاده البروفيسور جيونغ هون كواك، يعتمد على تقنية «الركيزة ثنائية التوصيل الحراري» التي تتيح توليد الطاقة دون الحاجة إلى بطاريات تقليدية أو هياكل ثلاثية الأبعاد ضخمة، وفقاً لتقرير نشرته دورية «إنترستينغ إنجنيرينغ».
كيف يعمل المولد الكهروحراري الجديد؟
يعمل المولد عبر التحكم في مسارات تدفق الحرارة داخل طبقة مسطحة تماماً، بدلاً من الاعتماد على التبادل الحراري العمودي الذي يقلل الكفاءة في الأجهزة الرقيقة. قام الفريق بدمج جزيئات نانوية من النحاس داخل قاعدة سيليكون قابلة للتمدد، مما يجبر الحرارة على الانتقال جانبياً عبر مسارات عالية التوصيل. هذا التباين الحراري المستحث داخل الطبقة الواحدة يسمح للمواد الكهروحرارية بتوليد تيار كهربائي مستمر ومستقر.
مقارنة التقنيات الكهروحرارية
| وجه المقارنة | التقنيات التقليدية | ابتكار جامعة سيول |
|---|---|---|
| الهيكل | ثلاثي الأبعاد / سميك | مسطح / رقيق جداً |
| كفاءة التبادل | منخفضة بسبب التبديد | عالية عبر المسارات الجانبية |
| قابلية الارتداء | محدودة بسبب الصلابة | مرنة ومناسبة للجلد |
| طريقة التصنيع | معقدة | طباعة تعتمد على الحبر |
التأثير على الأجهزة القابلة للارتداء
يحل هذا الابتكار معضلة «حجم البطارية» التي لطالما حدت من تصغير الأجهزة الذكية. من خلال دمج المولد مباشرة في الأقمشة أو الأجهزة الملاصقة للجلد، يمكن توفير طاقة ذاتية لمستشعرات الصحة والأجهزة الإلكترونية الشخصية. وبحسب تصريحات البروفيسور كواك، فإن استخدام تقنية الطباعة بالحبر يفتح الباب أمام الإنتاج التجاري واسع النطاق، مما يمهد الطريق لجيل جديد من الأجهزة التي تعمل دون الحاجة للشحن التقليدي.
تأتي هذه النتائج كجزء من توجه بحثي أوسع يهدف إلى دمج الإلكترونيات الحيوية في الحياة اليومية، حيث تواصل المختبرات الهندسية تطوير مواد أكثر كفاءة لتقليل الاعتماد على مصادر الطاقة الخارجية في الأجهزة القابلة للارتداء.