ابتكار ثوري: بطارية مرنة عالية القدرة مستوحاة من الأنقليس الكهربائي تفتح آفاقاً جديدة للأجهزة الطبية والإلكترونيات

في خطوة علمية واعدة، نجح فريق من الباحثين في الولايات المتحدة، بحسب ما أفادت به وكالة سانا من واشنطن، في تطوير بطارية مرنة ذات قدرة عالية. تعتمد هذه البطارية المبتكرة على مادة «الهيدروجيل» وتستلهم آلية عملها من قدرة ثعبان الأنقليس الكهربائي على توليد الطاقة، مما يبشر بإحداث نقلة نوعية في تصميم مصادر الطاقة المخصصة للأجهزة الطبية والإلكترونيات القابلة للارتداء والروبوتات اللينة.

وذكر موقع «ساينس ديلي»، نقلاً عن دراسة نُشرت في مجلة «Advanced Science»، أن علماء من جامعة بنسلفانيا الحكومية (Penn State) ابتكروا تصميماً يتيح توليد طاقة مرتفعة دون استخدام مواد سامة أو الحاجة إلى هياكل صلبة داعمة. هذا الإنجاز يفتح المجال أمام دمج مصادر الطاقة مباشرة ضمن الأنظمة الحيوية أو شبه الحيوية.

اعتمد الفريق البحثي على ترتيب طبقات متعددة من أنواع مختلفة من الهيدروجيل، وهي مواد غنية بالماء وموصلة للأيونات. وقد تم ذلك ضمن بنية هندسية دقيقة تحاكي طريقة عمل خلايا الأنقليس الكهربائية فائقة الرقة، التي تتميز بقدرتها على إطلاق دفعات كهربائية قوية خلال زمن قصير.

وأوضح الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية بجامعة بنسلفانيا والمؤلف الرئيسي للدراسة، جوزيف ناجيم، أن الأنقليس يستطيع توليد أكثر من 600 فولت في لحظة واحدة بفضل الكثافة العالية لقدرة خلاياه. وأشار ناجيم إلى أن الهدف الأساسي تمثل في نقل هذا المبدأ البيولوجي الفعال إلى نظام صناعي عملي وقابل للتطبيق.

تمكن الباحثون من تصنيع طبقات هيدروجيل فائقة الرقة، لا يتجاوز سمك الواحدة منها 20 ميكرومتراً، باستخدام تقنية الطلاء بالدوران. وقد وُضعت أربع تركيبات مختلفة على سطح دوّار للحصول على طبقات متجانسة ودقيقة، مما أسهم بشكل كبير في خفض المقاومة الداخلية ورفع كثافة القدرة الناتجة.

تبلغ كثافة القدرة التي توفرها البطارية الجديدة نحو 44 كيلوواط لكل متر مكعب، وهي كافية لتشغيل أجهزة استشعار مزروعة داخل الجسم، وأنظمة تحكم في الروبوتات اللينة، وأجهزة إلكترونية قابلة للارتداء. فضلاً عن ذلك، تتمتع هذه البطارية بمرونة عالية واستقرار بيئي وقدرة على العمل ضمن نطاق حراري واسع.

يمثل هذا التطور خطوة مهمة نحو تصميم بطاريات آمنة وقابلة للتكامل الحيوي، ولا سيما في التطبيقات الطبية. يُذكر أن الأنقليس الكهربائي هو من الكائنات المائية القادرة على توليد شحنات كهربائية قوية تُستخدم في الصيد والدفاع والتواصل، ويعيش في المياه العذبة في أمريكا الجنوبية.