ابتكارات واختراعات

ما هو الجلد الإلكتروني وما هي مميزاته

ما هو الجلد الإلكتروني وما هي مميزاته
ما هو الجلد الإلكتروني وما هي مميزاته

ما هو الجلد الإلكتروني وما هي مميزاته

يعمل باحثون في جامعة كولورادو بولدر على تطوير جهاز إلكتروني يمكن ارتداؤه “يمكن ارتداؤه حقًا” —لوحة دائرة كهربائية قابلة للتمدد وقابلة لإعادة التدوير بالكامل مستوحاة من جلد الإنسان وتلتصق به.

الفريق ، بقيادة جيان ليانغ شياو ووي زانغ ، يصف “الجلد الإلكتروني” الجديد في ورقة نُشرت اليوم في مجلة Science Advances. يمكن للجهاز أن يشفي نفسه ، تمامًا مثل الجلد الحقيقي. كما أنه يؤدي بشكل موثوق مجموعة من المهام الحسية ، من قياس درجة حرارة الجسم للمستخدمين إلى تتبع عدد خطواتهم اليومية.

وهي قابلة لإعادة التشكيل ، مما يعني أنه يمكن تشكيل الجهاز ليلائم أي مكان في جسمك.

قال شياو ، الأستاذ المشارك في قسم بول إم رادي للهندسة الميكانيكية في جامعة كولورادو بولدر: “إذا كنت تريد ارتداء هذا مثل الساعة ، فيمكنك وضعه حول معصمك”. “إذا كنت ترغب في ارتداء هذا مثل العقد ، يمكنك وضعه على رقبتك.”

يأمل هو وزملاؤه أن يساعد ابتكارهم في إعادة تخيل ما تستطيع الأجهزة القابلة للارتداء القيام به. وقالت المجموعة إنه في يوم من الأيام ، يمكن أن تسمح هذه البشرة عالية التقنية للناس بجمع بيانات دقيقة عن أجسادهم – كل ذلك مع تقليل الكميات المتزايدة من النفايات الإلكترونية في العالم.

قال تشانغ ، الأستاذ في قسم الكيمياء ، “الساعات الذكية لطيفة وظيفيًا ، لكنها دائمًا عبارة عن قطعة كبيرة من المعدن على حزام”. “إذا أردنا جهازًا يمكن ارتداؤه حقًا ، فمن المثالي أن يكون عبارة عن غشاء رقيق يمكن وضعه بشكل مريح في جسمك.

لطالما كانت تلك الأفلام الرفيعة والمريحة عنصرًا أساسيًا في الخيال العلمي. صورة تقشر الجلد من وجه أرنولد شوارزنيجر في امتياز فيلم Terminator. قال تشانغ: “بحثنا يسير في هذا الاتجاه ، ولكن لا يزال أمامنا طريق طويل لنقطعه”.

ومع ذلك ، فإن أهداف فريقه هي إنسان آلي وبشري. وصف الباحثون سابقًا تصميمهم للجلد الإلكتروني في عام 2018. لكن أحدث نسخة من التكنولوجيا تُجري الكثير من التحسينات على المفهوم – كبداية ، إنها أكثر مرونة بكثير ، ناهيك عن كونها وظيفية.

لتصنيع منتجهم المطاطي ، يستخدم Xiao وزملاؤه طباعة الشاشة لإنشاء شبكة من الأسلاك المعدنية السائلة. ثم يقومون بتقسيم تلك الدوائر بين فيلمين رقيقين مصنوعين من مادة مرنة للغاية وذاتية الشفاء تسمى بوليمين.

الجهاز الناتج أكثر سمكًا قليلاً من الإسعافات الأولية ويمكن وضعه على الجلد بالحرارة. كما يمكن أن يمتد بنسبة 60٪ في أي اتجاه دون تعطيل الإلكترونيات بداخله ، حسبما أفاد الفريق.

قال شياو: “إنها قابلة للتمدد حقًا ، مما يتيح الكثير من الاحتمالات التي لم تكن خيارًا من قبل”.

يمكن للجلد الإلكتروني للفريق القيام بالكثير من الأشياء نفسها التي تقوم بها أجهزة اللياقة البدنية القابلة للارتداء مثل Fitbits: قياس مؤقت للجسم ومعدل ضربات القلب وأنماط الحركة بشكل موثوق وغير ذلك.

قد يرغب أرنولد في ملاحظة ما يلي: تتميز البشرة الاصطناعية للفريق أيضًا بالمرونة بشكل ملحوظ.

قال تشانغ إذا قمت بقطع رقعة من الجلد الإلكتروني ، فكل ما عليك فعله هو ضم المناطق المكسورة معًا. في غضون بضع دقائق ، ستبدأ الروابط التي تربط مادة البوليمين في الإصلاح. في غضون 13 دقيقة ، سيكون الضرر غير قابل للكشف بالكامل تقريبًا.

وقال تشانغ “هذه السندات تساعد في تشكيل شبكة عبر الخفض. ثم تبدأ في النمو معا”. “إنه مشابه لشفاء الجلد ، لكننا نتحدث هنا عن الروابط الكيميائية التساهمية.”

وأضاف شياو أن المشروع يمثل أيضًا نهجًا جديدًا لتصنيع الإلكترونيات – نهج يمكن أن يكون أفضل بكثير لكوكب الأرض. بحلول عام 2021 ، تشير التقديرات إلى أن البشر سينتجون أكثر من 55 مليون طن من الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وغيرها من الأجهزة الإلكترونية المهملة.

ومع ذلك ، فإن أجهزة فريقه القابلة للتمدد مصممة لتخطي مدافن النفايات. إذا غمرت إحدى هذه الرقع في محلول إعادة التدوير ، فإن البولي إيمين سوف يزيل البلمرة أو ينفصل في جزيئاته المكونة ، بينما تغرق المكونات الإلكترونية في القاع. يمكن بعد ذلك إعادة استخدام كل من الإلكترونيات والمواد القابلة للتمدد.

قال شياو: “إن حلنا للنفايات الإلكترونية هو أن نبدأ بكيفية صنع الجهاز ، وليس من نقطة النهاية ، أو عندما يتم التخلص منه بالفعل”. “نريد جهازًا يسهل إعادة تدويره”.

لا يزال الجلد الإلكتروني للفريق بعيدًا عن القدرة على التنافس مع الشيء الحقيقي. في الوقت الحالي ، لا تزال هذه الأجهزة بحاجة إلى التوصيل بمصدر طاقة خارجي لتعمل. لكن شياو قال إن أبحاث مجموعته تلمح إلى أن جلد السايبورغ يمكن أن يصبح قريبًا موضة الموضة في المستقبل.

وقال “لم ندرك كل هذه الوظائف المعقدة بعد”. “لكننا نسير نحو وظيفة الجهاز هذه.”

يمكن قراءة المزيد من الابتكارات والاختراعات المختلفة من خلال الضغط هنا

للاطلاع على المزيد من المواضيع وأبرز المقالات عبر موقع سجلات الأردن اضغط هنا

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى