أ.د. أحمد محمد وهبان

محور سعودي مصري سوري تركي

كاتب الموضوع الأصلي: محمدالبداح(9 11)

عبد الرحمن الراشد
هذا المعسكر الرباعي الضخم اقتراح من أصغر قائد عربي. رئيس غزة، إسماعيل هنية، يطلب إنشاء حلف من السعودية ومصر وسورية وتركيا قائلا بأنه كفيل، بحسب رأيه، بمواجهة إسرائيل. نسيت أن أضيف إلى هذا الرأي النير أنه طلب من الدول الأربع إضافة إيران، ناصحا دول المحور بالاستفادة من إمكانياتها!
تخيلوا أن تأتي نصيحة التحالف من قيادي فلسطيني عجز عن أن يتعايش مع إخوانه الفلسطينيين في غزة، ويماطل إلى اليوم حتى لا يجتمع بهم في القاهرة، والانتصار الوحيد الذي حققته قواته الباسلة كان بارتكاب المجزرة الشهيرة في مجمع الحكومة في غزة ضد منسوبي فتح وطردهم عرايا. وقبلها مزق اتفاق مكة الذي وقعه أمام الكعبة المشرفة، وتعهد فيه بإنهاء النزاع مع السلطة الفلسطينية. وفوق هذا كله يريد من دول المحور الأربع الاستعانة بإمكانيات أحمدي نجاد التي اشتهر بها في قمع مواطنيه، واستخدمها في شن حرب على السعودية عبر وكيله الحوثي، ولا يزال يحتل بها الجزر الإماراتية.
الأجدر بهنية أن يحل أولا مشكلته مع الفصائل التي يلاحقها اليوم في قطاع غزة، ثم يتصالح مع إخوانه في رام الله، وبعدها يتخلى عن التحريض على المصريين لأنهم يبنون جدارا يحمون به حدودهم، أو له أن يشهر بالمصريين شرط أن يقاتل الإسرائيليين على حدوده لا على حدود العريش المصرية. وإذا كان سعيدا بعلاقته مع المرشد الأعلى في طهران، كما يبدو من زياراته وزيارات إخوانه من حماس المتكررة إلى هناك، فليقر عينا ويهنأ بالمرشد المحاصر من قبل شعبه.
العالم حول هنية يتغير ببطء، وهو يدرك ذلك، لكنه حبس نفسه في قفص بسبب خلافه مع أقرب الناس إليه من فلسطينيين وعرب. اليوم يريد أن يحركهم باتجاهه بدل أن يتحرك هو نحوهم.
تريد حماس ضم السعودية ومصر إلى سورية وتركيا وإيران لأنها عاجزة عن الخروج من المنطقة الإيرانية. تظن أنه يمكن جلب المصريين والسعوديين إليها في نفس القفص، إلا أن هذه الدول لديها قضايا حقيقية تمس أمنها، وليست مجرد خلافات عادية أو وقتية. يستحيل عليها أن تتفق مع نجاد، كما أن لدى حماس تاريخا لا يشجع على الثقة بها، وقناعة سائدة بأنها لا تدير نفسها، بل مجرد مستخدم آخر.
لا نستطيع أن نضم تركيا مع إيران، فتركيا بلد يستحق التفاهم معه لأنه يسير حتى الآن في اتجاه واضح المعالم، يتحاشى أن يكون طرفا في النزاعات العربية والإقليمية، ويركز جهده في خدمة قضايا محددة لا تتناقض مع الخط العربي العام. أما إيران نجاد فتريد استخدام العرب، واستغلال قضاياهم لبناء مجده على حسابهم وحساب أهله في إيران.
لأن هنية، وبقية شباب الجمعية، يريدون الاحتفاظ بعلاقتهم بإيران، ورغم وعودهم بالابتعاد عنها، فلن تبحر جهودهم بعيدا. ولا قيمة للمحاور والمعسكرات، فالحكم على المواقف العلنية.
المنبر العربي

دبي في مواجهة اللصوص والجواسيس

كاتب الموضوع الأصلي: محمدالبداح(9 11)

عبد الرحمن الراشد
بكل تأكيد دبي جنة للكثير من الباحثين عن النجاح أو إجازة مريحة، إلا أنهم ليسوا جميعا أصحاب هذه المآرب النزيهة. فالمدينة تبدو جنة أيضا لفئة أخرى لأنه سهل الدخول إليها، والعمل فيها، والترحال منها وإليها، والسكن فيها. يزور دبي أكثر من سياح الأهرامات المصرية والسواحل التونسية واللبنانية مجتمعة، بل وأكثر من حجاج مكة ومعتمريها خمس مرات. في مدينة يزروها 15 مليون نسمة، ويشكل الأجانب بين سكانها الدائمين نحو تسعين في المائة، من الطبيعي جدا أن يكون الأمن هاجسها الأول. المبحوح، الذي اغتيل في فندق البستان، شخصية قيادية في حماس تعمل سرا، دخل دبي بجواز مزور. تعقبه أحد عشر محترفا يمثلون فريق كوماندوز إسرائيلي. دخلوا المطار في وقت متقارب، بجوازات مزورة. لتضليل السلطات الإماراتية جاء كل واحد منهم على طائرة مختلفة، وسكنوا في فنادق مختلفة، وتخفوا بأشكال غيرت هوياتهم في الفنادق عما كانوا عليه في المطار. مع هذا تم رصدهم بعد ارتكاب الجريمة سريعا، رغم أن فنادق دبي مكتظة في مناسبة الإجازة المدرسية في المنطقة، مما يعني أن البوليس الإماراتي قام بفرز مئات آلاف الصور التقطت في ثمان وأربعين ساعة، واستطاع رصد المجرمين في كل دقائق اليوم الوحيد الذي أقاموا فيه في دبي، رغم أنهم تجنبوا استخدام البطاقات المالية، وكل ما قد يدل على هويتهم.
من الطبيعي أن تكون دبي المفتوحة قبلة كل الناس، بمن فيهم السيئون. قبل أربع سنوات صدمنا بقصة سرقة تشبه أفلام هوليوود، نفذتها عصابة دولية اقتحمت سوق الوافي بسيارتين، وحطمت واجهة محل مجوهرات، وسرقت منه ما قيمته أربعة ملايين دولار. بنفس الطريقة تعقبت الشرطة الفارين وقبضت على معظمهم، وآخرهم عن طريق الإنتربول أمسك به يتنزه في مونت كارلو. وليست كل الجرائم الكبيرة ترتكب بمسدسات وفرق اغتيالات، بل إن أصعبها تُرتكب بلا نقطة دم، ويكاد يستحيل تعقبها. فقد هجمت شرطة دبي على أربعة أفارقة في مقهى للإنترنت في حي الديرة، كانوا قد تمكنوا من سرقة مليوني دولار إلكترونيا من حساب بنكي. ورغم دقة الجريمة فإن اللصوص افتضحوا لاحقا أثناء تحويل المسروق من حساب وهمي إلى حقيقي.
الإسرائيليون ارتكبوا جريمة في حق الإمارات، لا حماس. الاغتيال جريمة سياسية خطيرة تفتح الباب لحروب سرية لا تقبل بها أي دولة في العالم، ودبي التي ذللت الصعاب أمام ملايين الباحثين عن العمل والربح والسياحة، وكسرت البيروقراطية، وخلقت نموذجا للحياة الحرة في المنطقة، مهددة بمثل هذه الجريمة وجرائم كبار العصابات. ومن الطبيعي أن تطارد السلطات الفاعلين حتى يعرف الجميع أن دبي سهلة الدخول، لكنها ليست عسيرة الخروج على المخالفين. وهذه حقيقة، فدبي صعبة حتى على مخالفي المرور الذين يظنون أنهم بعد أسبوع من الإجازة المريحة يستطيعون الهروب دون دفع ثمن مخالفات السرعة وقطع الإشارة الحمراء، حيث يجدون بالمرصاد لهم على باب الجوازات «يمنع السفر إلا بعد دفع الثمن». على إسرائيل أن تعرف أن دبي ليست قبرص، وأنها بقدر ما تبدو وديعة وبسيطة فإنها غابة من الكاميرات وأجهزة الأمن المتطورة، التي لا ترى سياراتها في الشوارع، ولا تلحظ مخبريها يتلصصون على الناس في الفنادق. في جوازات مطار دبي يعاد كل يوم على أعقابهم عدد من الناس جاءوا بجوازات مزورة سبق أن طردوا من البلاد بسبب جرائم ارتكبوها. عند طردهم يتم تصويرهم، وعند عودتهم يمكن التعرف عليهم تقنيا من ملامح وجوههم مهما حاولوا تغييرها أو حملوا جوازات مزورة. القتلة الإسرائيليون خنقوا أو سمموا المبحوح، وبعدها نظفوا الغرفة من بصماتهم وآثارهم، ورتبوا أثاثها، وأغلقوا بابها من الداخل بسلسلة الأمان، بحيث يمكن تضليل أفضل شرطة في العالم أن الرجل مات طبيعيا، لكنهم الآن افتضحوا ووزعت صورهم في أنحاء العالم، وصاروا تحت الملاحقة الإعلامية والشخصية والسياسية!
المنبر العربي

دبي في مواجهة اللصوص والجواسيس

كاتب الموضوع الأصلي: محمدالبداح(9 11)

عبد الرحمن الراشد
بكل تأكيد دبي جنة للكثير من الباحثين عن النجاح أو إجازة مريحة، إلا أنهم ليسوا جميعا أصحاب هذه المآرب النزيهة. فالمدينة تبدو جنة أيضا لفئة أخرى لأنه سهل الدخول إليها، والعمل فيها، والترحال منها وإليها، والسكن فيها. يزور دبي أكثر من سياح الأهرامات المصرية والسواحل التونسية واللبنانية مجتمعة، بل وأكثر من حجاج مكة ومعتمريها خمس مرات. في مدينة يزروها 15 مليون نسمة، ويشكل الأجانب بين سكانها الدائمين نحو تسعين في المائة، من الطبيعي جدا أن يكون الأمن هاجسها الأول. المبحوح، الذي اغتيل في فندق البستان، شخصية قيادية في حماس تعمل سرا، دخل دبي بجواز مزور. تعقبه أحد عشر محترفا يمثلون فريق كوماندوز إسرائيلي. دخلوا المطار في وقت متقارب، بجوازات مزورة. لتضليل السلطات الإماراتية جاء كل واحد منهم على طائرة مختلفة، وسكنوا في فنادق مختلفة، وتخفوا بأشكال غيرت هوياتهم في الفنادق عما كانوا عليه في المطار. مع هذا تم رصدهم بعد ارتكاب الجريمة سريعا، رغم أن فنادق دبي مكتظة في مناسبة الإجازة المدرسية في المنطقة، مما يعني أن البوليس الإماراتي قام بفرز مئات آلاف الصور التقطت في ثمان وأربعين ساعة، واستطاع رصد المجرمين في كل دقائق اليوم الوحيد الذي أقاموا فيه في دبي، رغم أنهم تجنبوا استخدام البطاقات المالية، وكل ما قد يدل على هويتهم.
من الطبيعي أن تكون دبي المفتوحة قبلة كل الناس، بمن فيهم السيئون. قبل أربع سنوات صدمنا بقصة سرقة تشبه أفلام هوليوود، نفذتها عصابة دولية اقتحمت سوق الوافي بسيارتين، وحطمت واجهة محل مجوهرات، وسرقت منه ما قيمته أربعة ملايين دولار. بنفس الطريقة تعقبت الشرطة الفارين وقبضت على معظمهم، وآخرهم عن طريق الإنتربول أمسك به يتنزه في مونت كارلو. وليست كل الجرائم الكبيرة ترتكب بمسدسات وفرق اغتيالات، بل إن أصعبها تُرتكب بلا نقطة دم، ويكاد يستحيل تعقبها. فقد هجمت شرطة دبي على أربعة أفارقة في مقهى للإنترنت في حي الديرة، كانوا قد تمكنوا من سرقة مليوني دولار إلكترونيا من حساب بنكي. ورغم دقة الجريمة فإن اللصوص افتضحوا لاحقا أثناء تحويل المسروق من حساب وهمي إلى حقيقي.
الإسرائيليون ارتكبوا جريمة في حق الإمارات، لا حماس. الاغتيال جريمة سياسية خطيرة تفتح الباب لحروب سرية لا تقبل بها أي دولة في العالم، ودبي التي ذللت الصعاب أمام ملايين الباحثين عن العمل والربح والسياحة، وكسرت البيروقراطية، وخلقت نموذجا للحياة الحرة في المنطقة، مهددة بمثل هذه الجريمة وجرائم كبار العصابات. ومن الطبيعي أن تطارد السلطات الفاعلين حتى يعرف الجميع أن دبي سهلة الدخول، لكنها ليست عسيرة الخروج على المخالفين. وهذه حقيقة، فدبي صعبة حتى على مخالفي المرور الذين يظنون أنهم بعد أسبوع من الإجازة المريحة يستطيعون الهروب دون دفع ثمن مخالفات السرعة وقطع الإشارة الحمراء، حيث يجدون بالمرصاد لهم على باب الجوازات «يمنع السفر إلا بعد دفع الثمن». على إسرائيل أن تعرف أن دبي ليست قبرص، وأنها بقدر ما تبدو وديعة وبسيطة فإنها غابة من الكاميرات وأجهزة الأمن المتطورة، التي لا ترى سياراتها في الشوارع، ولا تلحظ مخبريها يتلصصون على الناس في الفنادق. في جوازات مطار دبي يعاد كل يوم على أعقابهم عدد من الناس جاءوا بجوازات مزورة سبق أن طردوا من البلاد بسبب جرائم ارتكبوها. عند طردهم يتم تصويرهم، وعند عودتهم يمكن التعرف عليهم تقنيا من ملامح وجوههم مهما حاولوا تغييرها أو حملوا جوازات مزورة. القتلة الإسرائيليون خنقوا أو سمموا المبحوح، وبعدها نظفوا الغرفة من بصماتهم وآثارهم، ورتبوا أثاثها، وأغلقوا بابها من الداخل بسلسلة الأمان، بحيث يمكن تضليل أفضل شرطة في العالم أن الرجل مات طبيعيا، لكنهم الآن افتضحوا ووزعت صورهم في أنحاء العالم، وصاروا تحت الملاحقة الإعلامية والشخصية والسياسية!
المنبر العربي

محركات فائقة الصغر توفر طاقة مستمرة

كاتب الموضوع الأصلي: محمدالبداح(9 11)

قدم الباحثون نموذجا اوليا لمحرك فائق الصغر (يقاس بوحدات النانومتر
nanometer = واحد على مليار من المتر)
بامكانه ان ينتج طاقة مستمرة من التيار الكهربائي المستمر DC عن طريق “حصاد” الطاقة الميكانيكية من المصادر البيئية مثل الامواج فوق الصوتية، والذبذبات الحركية، وجريان الدم.
ويمكن تتألف المحركات النانوية nanogenerators من مصفوفات من الاسلاك المتناهية في الصغر، مصنوعة من اوكسيد الخارصين، وهي تتحرك بشكل متعرج داخل لوح موصل كهربائي. هذه المحركات تمثل طريقة جديدة في توفير الطاقة للاجهزة الفائقة الصغر، والتي تقاس بوحدات النانو، بدون بطاريات او اي مصدر طاقة خارجي.
يقول زهون لين وانغ، استاذ مساعد في كلية المواد العلمية والهندسية بمعهد جيورجيا التقني: “هذه خطوة رئيسة باتجاه تقنية متنقلة ومتكيفة وفعالة اقتصاديا من اجل توفير الطاقة للمعدات النانوية. لقد كان هناك اهتمام واسع في صناعة الاجهزة النانوية، ولكننا لم نكن نفكر في كيفية توفير الطاقة لها. ان محركنا النانوي يسمح لنا بحصاد او اعادة تدوير الطاقة من مصادر متعددة من اجل توفير الطاقة لهذه المعدات”.
تستغل المحركات النانوية اثنتين من الخصائص الفريدة لاوكسيد الخارصين: قابلية انتاج شحنة كهربائية، وكونها من اشباه الموصلات، مما يسمح بانتاج شحنة كهربائية صغيرة عندما يتم ليّها او تمديدها. يبدأ الانتاج بانشاء مصفوفة من الاسلاك النانوية الموضوعة بشكل عمودي بفارق نصف مايكرون (واحد على مليون من المتر) بين الواحدة والاخرى على لوح حاضن من زرنيخ الغاليوم، او الصفيري (اوكسيد الالمنيوم)، او بوليمر مرن. يتم زرع طبقة من اوكسيد الخارصين في قمة اللوح الحاضن لجمع التيار. كما صنع الباحثون اقطاب توصيل من السليكون على شكل متعرج، وهي تحتوي على الالاف من الرؤوس النانوية والتي تم تحويلها الى موصلات عن طريق تغطيتها بالبلاتين. ثم يوضع القطب الكهربائي تحت مصفوفة الاسلاك النانوية مع ترك مجال كاف لعدد كبير من الاسلاك للتمدد بحرية خلال الفجوة بين الرؤوس. وحينما تتحرك الاسلاك تحت تأثير الطاقة الميكانيكية، مثل الموجات او الذبذبات، تلامس الاسلاك الدقيقة الرؤوس دوريا مما يؤدي الى نقل شحنتها الكهربائية. ومن خلال التقاط هذه الكميات الضئيلة من التيار والتي تنتجها المئات من الاسلاك النانوية المتحركة، ينتج المحرك تيارا مستمرا يقاس بالنانو امبير.
يتوقع وانغ واعضاء فريقه ان محركهم فائق الصغر، حينما يصل الى افضل اداء، سيكون قادرا على انتاج 4 واط لكل سنتيمتر مكعب، استنادا الى الحسابات التي اجريت على سلك نانوي واحد. ان هذه الكمية تعد كافية لتشغيل مدىً واسعا من الاجهزة النانوية المستخدمة لاغراض الدفاع، والبيئة، والعلاج الطبي-الحيوي، بضنمها المتحسسات الحيوية، واجهزة الرقابة البيئية، وحتى الروبوتات فائقة الصغر.
وكان فريق يونغ البحثي قد اعلن قبل عام تقريبا عن مبدأ المحركات النانوية. وفي ذلك الوقت كان المحرك يستحصل الطاقة من سلك نانوي واحد في المرة الواحدة عن طريق جر مسبار فوقه. يعمل المسبار على تجميع الشحنة الكهربائية حينما يتمدد السلك، ويضمن سريان التيار باتجاه واحد.
ومع وجود المئات من الرؤوس الموصلة يعمل القطب الكهربائي المتعرج على تجميع الشحنة الناتجة عن المئات او الالاف من الاسلاك بشكل متزامن، حاصدا الطاقة من مصفوفة الاسلاك الدقيقة. يقول وانغ: “ان انتاج الاقطاب العلوية كمجموعة واحدة يمثل تقدما باتجاه رفع مستوى التقنية. نستطيع الان ان نرى الخطوات الواجب اتباعها للمضي قدما باتجاه معدات يمكنها حقا توفير الطاقة الى التطبيقات شديدة الصغر”.
وقبل حدوث ذلك ينبغي اجراء تطوير اضافي للوصول الى افضل انتاج للتيار. على سبيل المثال، فانه على الرغم من الاسلاك النانوية يمكن ان توضع بطول متساوٍ تقريبا (حوالي مايكرون واحد) فان هناك بعض التغايرات. الاسلاك القصيرة اكثر من المطلوب لا تلامس القطب الكهربائي، فلا تنتج تيارا، بينما لا تستطيع الطويلة ان تتمدد لانتاج الشحنة الكهربائية.
يقول وانغ: “يجب ان نكون اكثر قدرة على التحكم بزرع الاسلاك وكثافتها وتجانسها. نحن نعتقد ان بامكاننا ان نجعل مليون او حتى مليار من الاسلاك النانوية تنتج تيارا في وقت متزامن. سوف يساعدنا ذلك في الوصول الى افضل اداء للمحرك النانوي”.وجه الباحثون في المختبر مصدرا للموجات فوق الصوتية على محركهم النانوي لقياس التيار الكهربائي الخارج لاكثر من ساعة. يقول يونغ انه على الرغم من وجود بعض التقطعات في التيار الخارج الا ان انتاج الكهرباء كان متواصلا طالما كان مولد الامواج فوق الصوتية مستمرا في العمل.
ولغرض ابعاد تأثير المصادر الاخرى على قياس التيار، استعمل الباحثون انابيب الكربون الدقيقة، وهي غير قادرة على انتاج الشحنة الكهربائية، عوضا عن اسلاك اوكسيد الخارصين الدقيقة. كما استعملوا رؤوس اقطاب مسطحة. وفي الحالتين لم يتم انتاج اي تيار كهربائي.
لقد كان توفير الطاقة الى المعدات بالمقياس النانوي تحديا على دوام. فالبطاريات والمصادر الشائعة الاخرى كبيرة جدا، مما يؤدي الى التقليل من مميزات الحجم للمعدات الدقيقة جدا. وطالما كانت البطاريات تحتوي على مواد سامة مثل الليثيوم والكادميوم، فانها لا يمكن ان تزرع في الجسم كجزء من تطبيق علاجي-حيوي.
وبما ان اوكسيد الخارصين هو غير سام وملائم للجسم، فان المحركات النانوية يمكن توُسع لتشمل معدات ذات استخدام طبي وقابلة للزرع، بحيث تقيس لاسلكيا سريان الدم وضغط الدم داخل الجسم. كما يمكن ان تستخدم في المزيد من الطبيقات العادية.
يعلق يونغ قائلا: “اذا كان لك جهاز مماثل في حذائك حينما تسير فسيكون بمقدورك ان تولد تيارا صغيرا يكفي لتشغيل معدات الكترونية صغيرة. اي شيء يمكنه ان يحرك الاسلاك النانوية داخل المولد يمكن استخدامه لانتاج الطاقة. ان تحريكها لا يتطلب سوى قوة صغيرة جدا”.

محركات فائقة الصغر توفر طاقة مستمرة

كاتب الموضوع الأصلي: محمدالبداح(9 11)

قدم الباحثون نموذجا اوليا لمحرك فائق الصغر (يقاس بوحدات النانومتر
nanometer = واحد على مليار من المتر)
بامكانه ان ينتج طاقة مستمرة من التيار الكهربائي المستمر DC عن طريق “حصاد” الطاقة الميكانيكية من المصادر البيئية مثل الامواج فوق الصوتية، والذبذبات الحركية، وجريان الدم.
ويمكن تتألف المحركات النانوية nanogenerators من مصفوفات من الاسلاك المتناهية في الصغر، مصنوعة من اوكسيد الخارصين، وهي تتحرك بشكل متعرج داخل لوح موصل كهربائي. هذه المحركات تمثل طريقة جديدة في توفير الطاقة للاجهزة الفائقة الصغر، والتي تقاس بوحدات النانو، بدون بطاريات او اي مصدر طاقة خارجي.
يقول زهون لين وانغ، استاذ مساعد في كلية المواد العلمية والهندسية بمعهد جيورجيا التقني: “هذه خطوة رئيسة باتجاه تقنية متنقلة ومتكيفة وفعالة اقتصاديا من اجل توفير الطاقة للمعدات النانوية. لقد كان هناك اهتمام واسع في صناعة الاجهزة النانوية، ولكننا لم نكن نفكر في كيفية توفير الطاقة لها. ان محركنا النانوي يسمح لنا بحصاد او اعادة تدوير الطاقة من مصادر متعددة من اجل توفير الطاقة لهذه المعدات”.
تستغل المحركات النانوية اثنتين من الخصائص الفريدة لاوكسيد الخارصين: قابلية انتاج شحنة كهربائية، وكونها من اشباه الموصلات، مما يسمح بانتاج شحنة كهربائية صغيرة عندما يتم ليّها او تمديدها. يبدأ الانتاج بانشاء مصفوفة من الاسلاك النانوية الموضوعة بشكل عمودي بفارق نصف مايكرون (واحد على مليون من المتر) بين الواحدة والاخرى على لوح حاضن من زرنيخ الغاليوم، او الصفيري (اوكسيد الالمنيوم)، او بوليمر مرن. يتم زرع طبقة من اوكسيد الخارصين في قمة اللوح الحاضن لجمع التيار. كما صنع الباحثون اقطاب توصيل من السليكون على شكل متعرج، وهي تحتوي على الالاف من الرؤوس النانوية والتي تم تحويلها الى موصلات عن طريق تغطيتها بالبلاتين. ثم يوضع القطب الكهربائي تحت مصفوفة الاسلاك النانوية مع ترك مجال كاف لعدد كبير من الاسلاك للتمدد بحرية خلال الفجوة بين الرؤوس. وحينما تتحرك الاسلاك تحت تأثير الطاقة الميكانيكية، مثل الموجات او الذبذبات، تلامس الاسلاك الدقيقة الرؤوس دوريا مما يؤدي الى نقل شحنتها الكهربائية. ومن خلال التقاط هذه الكميات الضئيلة من التيار والتي تنتجها المئات من الاسلاك النانوية المتحركة، ينتج المحرك تيارا مستمرا يقاس بالنانو امبير.
يتوقع وانغ واعضاء فريقه ان محركهم فائق الصغر، حينما يصل الى افضل اداء، سيكون قادرا على انتاج 4 واط لكل سنتيمتر مكعب، استنادا الى الحسابات التي اجريت على سلك نانوي واحد. ان هذه الكمية تعد كافية لتشغيل مدىً واسعا من الاجهزة النانوية المستخدمة لاغراض الدفاع، والبيئة، والعلاج الطبي-الحيوي، بضنمها المتحسسات الحيوية، واجهزة الرقابة البيئية، وحتى الروبوتات فائقة الصغر.
وكان فريق يونغ البحثي قد اعلن قبل عام تقريبا عن مبدأ المحركات النانوية. وفي ذلك الوقت كان المحرك يستحصل الطاقة من سلك نانوي واحد في المرة الواحدة عن طريق جر مسبار فوقه. يعمل المسبار على تجميع الشحنة الكهربائية حينما يتمدد السلك، ويضمن سريان التيار باتجاه واحد.
ومع وجود المئات من الرؤوس الموصلة يعمل القطب الكهربائي المتعرج على تجميع الشحنة الناتجة عن المئات او الالاف من الاسلاك بشكل متزامن، حاصدا الطاقة من مصفوفة الاسلاك الدقيقة. يقول وانغ: “ان انتاج الاقطاب العلوية كمجموعة واحدة يمثل تقدما باتجاه رفع مستوى التقنية. نستطيع الان ان نرى الخطوات الواجب اتباعها للمضي قدما باتجاه معدات يمكنها حقا توفير الطاقة الى التطبيقات شديدة الصغر”.
وقبل حدوث ذلك ينبغي اجراء تطوير اضافي للوصول الى افضل انتاج للتيار. على سبيل المثال، فانه على الرغم من الاسلاك النانوية يمكن ان توضع بطول متساوٍ تقريبا (حوالي مايكرون واحد) فان هناك بعض التغايرات. الاسلاك القصيرة اكثر من المطلوب لا تلامس القطب الكهربائي، فلا تنتج تيارا، بينما لا تستطيع الطويلة ان تتمدد لانتاج الشحنة الكهربائية.
يقول وانغ: “يجب ان نكون اكثر قدرة على التحكم بزرع الاسلاك وكثافتها وتجانسها. نحن نعتقد ان بامكاننا ان نجعل مليون او حتى مليار من الاسلاك النانوية تنتج تيارا في وقت متزامن. سوف يساعدنا ذلك في الوصول الى افضل اداء للمحرك النانوي”.وجه الباحثون في المختبر مصدرا للموجات فوق الصوتية على محركهم النانوي لقياس التيار الكهربائي الخارج لاكثر من ساعة. يقول يونغ انه على الرغم من وجود بعض التقطعات في التيار الخارج الا ان انتاج الكهرباء كان متواصلا طالما كان مولد الامواج فوق الصوتية مستمرا في العمل.
ولغرض ابعاد تأثير المصادر الاخرى على قياس التيار، استعمل الباحثون انابيب الكربون الدقيقة، وهي غير قادرة على انتاج الشحنة الكهربائية، عوضا عن اسلاك اوكسيد الخارصين الدقيقة. كما استعملوا رؤوس اقطاب مسطحة. وفي الحالتين لم يتم انتاج اي تيار كهربائي.
لقد كان توفير الطاقة الى المعدات بالمقياس النانوي تحديا على دوام. فالبطاريات والمصادر الشائعة الاخرى كبيرة جدا، مما يؤدي الى التقليل من مميزات الحجم للمعدات الدقيقة جدا. وطالما كانت البطاريات تحتوي على مواد سامة مثل الليثيوم والكادميوم، فانها لا يمكن ان تزرع في الجسم كجزء من تطبيق علاجي-حيوي.
وبما ان اوكسيد الخارصين هو غير سام وملائم للجسم، فان المحركات النانوية يمكن توُسع لتشمل معدات ذات استخدام طبي وقابلة للزرع، بحيث تقيس لاسلكيا سريان الدم وضغط الدم داخل الجسم. كما يمكن ان تستخدم في المزيد من الطبيقات العادية.
يعلق يونغ قائلا: “اذا كان لك جهاز مماثل في حذائك حينما تسير فسيكون بمقدورك ان تولد تيارا صغيرا يكفي لتشغيل معدات الكترونية صغيرة. اي شيء يمكنه ان يحرك الاسلاك النانوية داخل المولد يمكن استخدامه لانتاج الطاقة. ان تحريكها لا يتطلب سوى قوة صغيرة جدا”.

محركات فائقة الصغر توفر طاقة مستمرة

كاتب الموضوع الأصلي: محمدالبداح(9 11)

قدم الباحثون نموذجا اوليا لمحرك فائق الصغر (يقاس بوحدات النانومتر
nanometer = واحد على مليار من المتر)
بامكانه ان ينتج طاقة مستمرة من التيار الكهربائي المستمر DC عن طريق “حصاد” الطاقة الميكانيكية من المصادر البيئية مثل الامواج فوق الصوتية، والذبذبات الحركية، وجريان الدم.
ويمكن تتألف المحركات النانوية nanogenerators من مصفوفات من الاسلاك المتناهية في الصغر، مصنوعة من اوكسيد الخارصين، وهي تتحرك بشكل متعرج داخل لوح موصل كهربائي. هذه المحركات تمثل طريقة جديدة في توفير الطاقة للاجهزة الفائقة الصغر، والتي تقاس بوحدات النانو، بدون بطاريات او اي مصدر طاقة خارجي.
يقول زهون لين وانغ، استاذ مساعد في كلية المواد العلمية والهندسية بمعهد جيورجيا التقني: “هذه خطوة رئيسة باتجاه تقنية متنقلة ومتكيفة وفعالة اقتصاديا من اجل توفير الطاقة للمعدات النانوية. لقد كان هناك اهتمام واسع في صناعة الاجهزة النانوية، ولكننا لم نكن نفكر في كيفية توفير الطاقة لها. ان محركنا النانوي يسمح لنا بحصاد او اعادة تدوير الطاقة من مصادر متعددة من اجل توفير الطاقة لهذه المعدات”.
تستغل المحركات النانوية اثنتين من الخصائص الفريدة لاوكسيد الخارصين: قابلية انتاج شحنة كهربائية، وكونها من اشباه الموصلات، مما يسمح بانتاج شحنة كهربائية صغيرة عندما يتم ليّها او تمديدها. يبدأ الانتاج بانشاء مصفوفة من الاسلاك النانوية الموضوعة بشكل عمودي بفارق نصف مايكرون (واحد على مليون من المتر) بين الواحدة والاخرى على لوح حاضن من زرنيخ الغاليوم، او الصفيري (اوكسيد الالمنيوم)، او بوليمر مرن. يتم زرع طبقة من اوكسيد الخارصين في قمة اللوح الحاضن لجمع التيار. كما صنع الباحثون اقطاب توصيل من السليكون على شكل متعرج، وهي تحتوي على الالاف من الرؤوس النانوية والتي تم تحويلها الى موصلات عن طريق تغطيتها بالبلاتين. ثم يوضع القطب الكهربائي تحت مصفوفة الاسلاك النانوية مع ترك مجال كاف لعدد كبير من الاسلاك للتمدد بحرية خلال الفجوة بين الرؤوس. وحينما تتحرك الاسلاك تحت تأثير الطاقة الميكانيكية، مثل الموجات او الذبذبات، تلامس الاسلاك الدقيقة الرؤوس دوريا مما يؤدي الى نقل شحنتها الكهربائية. ومن خلال التقاط هذه الكميات الضئيلة من التيار والتي تنتجها المئات من الاسلاك النانوية المتحركة، ينتج المحرك تيارا مستمرا يقاس بالنانو امبير.
يتوقع وانغ واعضاء فريقه ان محركهم فائق الصغر، حينما يصل الى افضل اداء، سيكون قادرا على انتاج 4 واط لكل سنتيمتر مكعب، استنادا الى الحسابات التي اجريت على سلك نانوي واحد. ان هذه الكمية تعد كافية لتشغيل مدىً واسعا من الاجهزة النانوية المستخدمة لاغراض الدفاع، والبيئة، والعلاج الطبي-الحيوي، بضنمها المتحسسات الحيوية، واجهزة الرقابة البيئية، وحتى الروبوتات فائقة الصغر.
وكان فريق يونغ البحثي قد اعلن قبل عام تقريبا عن مبدأ المحركات النانوية. وفي ذلك الوقت كان المحرك يستحصل الطاقة من سلك نانوي واحد في المرة الواحدة عن طريق جر مسبار فوقه. يعمل المسبار على تجميع الشحنة الكهربائية حينما يتمدد السلك، ويضمن سريان التيار باتجاه واحد.
ومع وجود المئات من الرؤوس الموصلة يعمل القطب الكهربائي المتعرج على تجميع الشحنة الناتجة عن المئات او الالاف من الاسلاك بشكل متزامن، حاصدا الطاقة من مصفوفة الاسلاك الدقيقة. يقول وانغ: “ان انتاج الاقطاب العلوية كمجموعة واحدة يمثل تقدما باتجاه رفع مستوى التقنية. نستطيع الان ان نرى الخطوات الواجب اتباعها للمضي قدما باتجاه معدات يمكنها حقا توفير الطاقة الى التطبيقات شديدة الصغر”.
وقبل حدوث ذلك ينبغي اجراء تطوير اضافي للوصول الى افضل انتاج للتيار. على سبيل المثال، فانه على الرغم من الاسلاك النانوية يمكن ان توضع بطول متساوٍ تقريبا (حوالي مايكرون واحد) فان هناك بعض التغايرات. الاسلاك القصيرة اكثر من المطلوب لا تلامس القطب الكهربائي، فلا تنتج تيارا، بينما لا تستطيع الطويلة ان تتمدد لانتاج الشحنة الكهربائية.
يقول وانغ: “يجب ان نكون اكثر قدرة على التحكم بزرع الاسلاك وكثافتها وتجانسها. نحن نعتقد ان بامكاننا ان نجعل مليون او حتى مليار من الاسلاك النانوية تنتج تيارا في وقت متزامن. سوف يساعدنا ذلك في الوصول الى افضل اداء للمحرك النانوي”.وجه الباحثون في المختبر مصدرا للموجات فوق الصوتية على محركهم النانوي لقياس التيار الكهربائي الخارج لاكثر من ساعة. يقول يونغ انه على الرغم من وجود بعض التقطعات في التيار الخارج الا ان انتاج الكهرباء كان متواصلا طالما كان مولد الامواج فوق الصوتية مستمرا في العمل.
ولغرض ابعاد تأثير المصادر الاخرى على قياس التيار، استعمل الباحثون انابيب الكربون الدقيقة، وهي غير قادرة على انتاج الشحنة الكهربائية، عوضا عن اسلاك اوكسيد الخارصين الدقيقة. كما استعملوا رؤوس اقطاب مسطحة. وفي الحالتين لم يتم انتاج اي تيار كهربائي.
لقد كان توفير الطاقة الى المعدات بالمقياس النانوي تحديا على دوام. فالبطاريات والمصادر الشائعة الاخرى كبيرة جدا، مما يؤدي الى التقليل من مميزات الحجم للمعدات الدقيقة جدا. وطالما كانت البطاريات تحتوي على مواد سامة مثل الليثيوم والكادميوم، فانها لا يمكن ان تزرع في الجسم كجزء من تطبيق علاجي-حيوي.
وبما ان اوكسيد الخارصين هو غير سام وملائم للجسم، فان المحركات النانوية يمكن توُسع لتشمل معدات ذات استخدام طبي وقابلة للزرع، بحيث تقيس لاسلكيا سريان الدم وضغط الدم داخل الجسم. كما يمكن ان تستخدم في المزيد من الطبيقات العادية.
يعلق يونغ قائلا: “اذا كان لك جهاز مماثل في حذائك حينما تسير فسيكون بمقدورك ان تولد تيارا صغيرا يكفي لتشغيل معدات الكترونية صغيرة. اي شيء يمكنه ان يحرك الاسلاك النانوية داخل المولد يمكن استخدامه لانتاج الطاقة. ان تحريكها لا يتطلب سوى قوة صغيرة جدا”.

محركات فائقة الصغر توفر طاقة مستمرة

كاتب الموضوع الأصلي: محمدالبداح(9 11)

قدم الباحثون نموذجا اوليا لمحرك فائق الصغر (يقاس بوحدات النانومتر
nanometer = واحد على مليار من المتر)
بامكانه ان ينتج طاقة مستمرة من التيار الكهربائي المستمر DC عن طريق “حصاد” الطاقة الميكانيكية من المصادر البيئية مثل الامواج فوق الصوتية، والذبذبات الحركية، وجريان الدم.
ويمكن تتألف المحركات النانوية nanogenerators من مصفوفات من الاسلاك المتناهية في الصغر، مصنوعة من اوكسيد الخارصين، وهي تتحرك بشكل متعرج داخل لوح موصل كهربائي. هذه المحركات تمثل طريقة جديدة في توفير الطاقة للاجهزة الفائقة الصغر، والتي تقاس بوحدات النانو، بدون بطاريات او اي مصدر طاقة خارجي.
يقول زهون لين وانغ، استاذ مساعد في كلية المواد العلمية والهندسية بمعهد جيورجيا التقني: “هذه خطوة رئيسة باتجاه تقنية متنقلة ومتكيفة وفعالة اقتصاديا من اجل توفير الطاقة للمعدات النانوية. لقد كان هناك اهتمام واسع في صناعة الاجهزة النانوية، ولكننا لم نكن نفكر في كيفية توفير الطاقة لها. ان محركنا النانوي يسمح لنا بحصاد او اعادة تدوير الطاقة من مصادر متعددة من اجل توفير الطاقة لهذه المعدات”.
تستغل المحركات النانوية اثنتين من الخصائص الفريدة لاوكسيد الخارصين: قابلية انتاج شحنة كهربائية، وكونها من اشباه الموصلات، مما يسمح بانتاج شحنة كهربائية صغيرة عندما يتم ليّها او تمديدها. يبدأ الانتاج بانشاء مصفوفة من الاسلاك النانوية الموضوعة بشكل عمودي بفارق نصف مايكرون (واحد على مليون من المتر) بين الواحدة والاخرى على لوح حاضن من زرنيخ الغاليوم، او الصفيري (اوكسيد الالمنيوم)، او بوليمر مرن. يتم زرع طبقة من اوكسيد الخارصين في قمة اللوح الحاضن لجمع التيار. كما صنع الباحثون اقطاب توصيل من السليكون على شكل متعرج، وهي تحتوي على الالاف من الرؤوس النانوية والتي تم تحويلها الى موصلات عن طريق تغطيتها بالبلاتين. ثم يوضع القطب الكهربائي تحت مصفوفة الاسلاك النانوية مع ترك مجال كاف لعدد كبير من الاسلاك للتمدد بحرية خلال الفجوة بين الرؤوس. وحينما تتحرك الاسلاك تحت تأثير الطاقة الميكانيكية، مثل الموجات او الذبذبات، تلامس الاسلاك الدقيقة الرؤوس دوريا مما يؤدي الى نقل شحنتها الكهربائية. ومن خلال التقاط هذه الكميات الضئيلة من التيار والتي تنتجها المئات من الاسلاك النانوية المتحركة، ينتج المحرك تيارا مستمرا يقاس بالنانو امبير.
يتوقع وانغ واعضاء فريقه ان محركهم فائق الصغر، حينما يصل الى افضل اداء، سيكون قادرا على انتاج 4 واط لكل سنتيمتر مكعب، استنادا الى الحسابات التي اجريت على سلك نانوي واحد. ان هذه الكمية تعد كافية لتشغيل مدىً واسعا من الاجهزة النانوية المستخدمة لاغراض الدفاع، والبيئة، والعلاج الطبي-الحيوي، بضنمها المتحسسات الحيوية، واجهزة الرقابة البيئية، وحتى الروبوتات فائقة الصغر.
وكان فريق يونغ البحثي قد اعلن قبل عام تقريبا عن مبدأ المحركات النانوية. وفي ذلك الوقت كان المحرك يستحصل الطاقة من سلك نانوي واحد في المرة الواحدة عن طريق جر مسبار فوقه. يعمل المسبار على تجميع الشحنة الكهربائية حينما يتمدد السلك، ويضمن سريان التيار باتجاه واحد.
ومع وجود المئات من الرؤوس الموصلة يعمل القطب الكهربائي المتعرج على تجميع الشحنة الناتجة عن المئات او الالاف من الاسلاك بشكل متزامن، حاصدا الطاقة من مصفوفة الاسلاك الدقيقة. يقول وانغ: “ان انتاج الاقطاب العلوية كمجموعة واحدة يمثل تقدما باتجاه رفع مستوى التقنية. نستطيع الان ان نرى الخطوات الواجب اتباعها للمضي قدما باتجاه معدات يمكنها حقا توفير الطاقة الى التطبيقات شديدة الصغر”.
وقبل حدوث ذلك ينبغي اجراء تطوير اضافي للوصول الى افضل انتاج للتيار. على سبيل المثال، فانه على الرغم من الاسلاك النانوية يمكن ان توضع بطول متساوٍ تقريبا (حوالي مايكرون واحد) فان هناك بعض التغايرات. الاسلاك القصيرة اكثر من المطلوب لا تلامس القطب الكهربائي، فلا تنتج تيارا، بينما لا تستطيع الطويلة ان تتمدد لانتاج الشحنة الكهربائية.
يقول وانغ: “يجب ان نكون اكثر قدرة على التحكم بزرع الاسلاك وكثافتها وتجانسها. نحن نعتقد ان بامكاننا ان نجعل مليون او حتى مليار من الاسلاك النانوية تنتج تيارا في وقت متزامن. سوف يساعدنا ذلك في الوصول الى افضل اداء للمحرك النانوي”.وجه الباحثون في المختبر مصدرا للموجات فوق الصوتية على محركهم النانوي لقياس التيار الكهربائي الخارج لاكثر من ساعة. يقول يونغ انه على الرغم من وجود بعض التقطعات في التيار الخارج الا ان انتاج الكهرباء كان متواصلا طالما كان مولد الامواج فوق الصوتية مستمرا في العمل.
ولغرض ابعاد تأثير المصادر الاخرى على قياس التيار، استعمل الباحثون انابيب الكربون الدقيقة، وهي غير قادرة على انتاج الشحنة الكهربائية، عوضا عن اسلاك اوكسيد الخارصين الدقيقة. كما استعملوا رؤوس اقطاب مسطحة. وفي الحالتين لم يتم انتاج اي تيار كهربائي.
لقد كان توفير الطاقة الى المعدات بالمقياس النانوي تحديا على دوام. فالبطاريات والمصادر الشائعة الاخرى كبيرة جدا، مما يؤدي الى التقليل من مميزات الحجم للمعدات الدقيقة جدا. وطالما كانت البطاريات تحتوي على مواد سامة مثل الليثيوم والكادميوم، فانها لا يمكن ان تزرع في الجسم كجزء من تطبيق علاجي-حيوي.
وبما ان اوكسيد الخارصين هو غير سام وملائم للجسم، فان المحركات النانوية يمكن توُسع لتشمل معدات ذات استخدام طبي وقابلة للزرع، بحيث تقيس لاسلكيا سريان الدم وضغط الدم داخل الجسم. كما يمكن ان تستخدم في المزيد من الطبيقات العادية.
يعلق يونغ قائلا: “اذا كان لك جهاز مماثل في حذائك حينما تسير فسيكون بمقدورك ان تولد تيارا صغيرا يكفي لتشغيل معدات الكترونية صغيرة. اي شيء يمكنه ان يحرك الاسلاك النانوية داخل المولد يمكن استخدامه لانتاج الطاقة. ان تحريكها لا يتطلب سوى قوة صغيرة جدا”.

محركات فائقة الصغر توفر طاقة مستمرة

كاتب الموضوع الأصلي: محمدالبداح(9 11)

قدم الباحثون نموذجا اوليا لمحرك فائق الصغر (يقاس بوحدات النانومتر
nanometer = واحد على مليار من المتر)
بامكانه ان ينتج طاقة مستمرة من التيار الكهربائي المستمر DC عن طريق “حصاد” الطاقة الميكانيكية من المصادر البيئية مثل الامواج فوق الصوتية، والذبذبات الحركية، وجريان الدم.
ويمكن تتألف المحركات النانوية nanogenerators من مصفوفات من الاسلاك المتناهية في الصغر، مصنوعة من اوكسيد الخارصين، وهي تتحرك بشكل متعرج داخل لوح موصل كهربائي. هذه المحركات تمثل طريقة جديدة في توفير الطاقة للاجهزة الفائقة الصغر، والتي تقاس بوحدات النانو، بدون بطاريات او اي مصدر طاقة خارجي.
يقول زهون لين وانغ، استاذ مساعد في كلية المواد العلمية والهندسية بمعهد جيورجيا التقني: “هذه خطوة رئيسة باتجاه تقنية متنقلة ومتكيفة وفعالة اقتصاديا من اجل توفير الطاقة للمعدات النانوية. لقد كان هناك اهتمام واسع في صناعة الاجهزة النانوية، ولكننا لم نكن نفكر في كيفية توفير الطاقة لها. ان محركنا النانوي يسمح لنا بحصاد او اعادة تدوير الطاقة من مصادر متعددة من اجل توفير الطاقة لهذه المعدات”.
تستغل المحركات النانوية اثنتين من الخصائص الفريدة لاوكسيد الخارصين: قابلية انتاج شحنة كهربائية، وكونها من اشباه الموصلات، مما يسمح بانتاج شحنة كهربائية صغيرة عندما يتم ليّها او تمديدها. يبدأ الانتاج بانشاء مصفوفة من الاسلاك النانوية الموضوعة بشكل عمودي بفارق نصف مايكرون (واحد على مليون من المتر) بين الواحدة والاخرى على لوح حاضن من زرنيخ الغاليوم، او الصفيري (اوكسيد الالمنيوم)، او بوليمر مرن. يتم زرع طبقة من اوكسيد الخارصين في قمة اللوح الحاضن لجمع التيار. كما صنع الباحثون اقطاب توصيل من السليكون على شكل متعرج، وهي تحتوي على الالاف من الرؤوس النانوية والتي تم تحويلها الى موصلات عن طريق تغطيتها بالبلاتين. ثم يوضع القطب الكهربائي تحت مصفوفة الاسلاك النانوية مع ترك مجال كاف لعدد كبير من الاسلاك للتمدد بحرية خلال الفجوة بين الرؤوس. وحينما تتحرك الاسلاك تحت تأثير الطاقة الميكانيكية، مثل الموجات او الذبذبات، تلامس الاسلاك الدقيقة الرؤوس دوريا مما يؤدي الى نقل شحنتها الكهربائية. ومن خلال التقاط هذه الكميات الضئيلة من التيار والتي تنتجها المئات من الاسلاك النانوية المتحركة، ينتج المحرك تيارا مستمرا يقاس بالنانو امبير.
يتوقع وانغ واعضاء فريقه ان محركهم فائق الصغر، حينما يصل الى افضل اداء، سيكون قادرا على انتاج 4 واط لكل سنتيمتر مكعب، استنادا الى الحسابات التي اجريت على سلك نانوي واحد. ان هذه الكمية تعد كافية لتشغيل مدىً واسعا من الاجهزة النانوية المستخدمة لاغراض الدفاع، والبيئة، والعلاج الطبي-الحيوي، بضنمها المتحسسات الحيوية، واجهزة الرقابة البيئية، وحتى الروبوتات فائقة الصغر.
وكان فريق يونغ البحثي قد اعلن قبل عام تقريبا عن مبدأ المحركات النانوية. وفي ذلك الوقت كان المحرك يستحصل الطاقة من سلك نانوي واحد في المرة الواحدة عن طريق جر مسبار فوقه. يعمل المسبار على تجميع الشحنة الكهربائية حينما يتمدد السلك، ويضمن سريان التيار باتجاه واحد.
ومع وجود المئات من الرؤوس الموصلة يعمل القطب الكهربائي المتعرج على تجميع الشحنة الناتجة عن المئات او الالاف من الاسلاك بشكل متزامن، حاصدا الطاقة من مصفوفة الاسلاك الدقيقة. يقول وانغ: “ان انتاج الاقطاب العلوية كمجموعة واحدة يمثل تقدما باتجاه رفع مستوى التقنية. نستطيع الان ان نرى الخطوات الواجب اتباعها للمضي قدما باتجاه معدات يمكنها حقا توفير الطاقة الى التطبيقات شديدة الصغر”.
وقبل حدوث ذلك ينبغي اجراء تطوير اضافي للوصول الى افضل انتاج للتيار. على سبيل المثال، فانه على الرغم من الاسلاك النانوية يمكن ان توضع بطول متساوٍ تقريبا (حوالي مايكرون واحد) فان هناك بعض التغايرات. الاسلاك القصيرة اكثر من المطلوب لا تلامس القطب الكهربائي، فلا تنتج تيارا، بينما لا تستطيع الطويلة ان تتمدد لانتاج الشحنة الكهربائية.
يقول وانغ: “يجب ان نكون اكثر قدرة على التحكم بزرع الاسلاك وكثافتها وتجانسها. نحن نعتقد ان بامكاننا ان نجعل مليون او حتى مليار من الاسلاك النانوية تنتج تيارا في وقت متزامن. سوف يساعدنا ذلك في الوصول الى افضل اداء للمحرك النانوي”.وجه الباحثون في المختبر مصدرا للموجات فوق الصوتية على محركهم النانوي لقياس التيار الكهربائي الخارج لاكثر من ساعة. يقول يونغ انه على الرغم من وجود بعض التقطعات في التيار الخارج الا ان انتاج الكهرباء كان متواصلا طالما كان مولد الامواج فوق الصوتية مستمرا في العمل.
ولغرض ابعاد تأثير المصادر الاخرى على قياس التيار، استعمل الباحثون انابيب الكربون الدقيقة، وهي غير قادرة على انتاج الشحنة الكهربائية، عوضا عن اسلاك اوكسيد الخارصين الدقيقة. كما استعملوا رؤوس اقطاب مسطحة. وفي الحالتين لم يتم انتاج اي تيار كهربائي.
لقد كان توفير الطاقة الى المعدات بالمقياس النانوي تحديا على دوام. فالبطاريات والمصادر الشائعة الاخرى كبيرة جدا، مما يؤدي الى التقليل من مميزات الحجم للمعدات الدقيقة جدا. وطالما كانت البطاريات تحتوي على مواد سامة مثل الليثيوم والكادميوم، فانها لا يمكن ان تزرع في الجسم كجزء من تطبيق علاجي-حيوي.
وبما ان اوكسيد الخارصين هو غير سام وملائم للجسم، فان المحركات النانوية يمكن توُسع لتشمل معدات ذات استخدام طبي وقابلة للزرع، بحيث تقيس لاسلكيا سريان الدم وضغط الدم داخل الجسم. كما يمكن ان تستخدم في المزيد من الطبيقات العادية.
يعلق يونغ قائلا: “اذا كان لك جهاز مماثل في حذائك حينما تسير فسيكون بمقدورك ان تولد تيارا صغيرا يكفي لتشغيل معدات الكترونية صغيرة. اي شيء يمكنه ان يحرك الاسلاك النانوية داخل المولد يمكن استخدامه لانتاج الطاقة. ان تحريكها لا يتطلب سوى قوة صغيرة جدا”.

محركات فائقة الصغر توفر طاقة مستمرة

كاتب الموضوع الأصلي: محمدالبداح(9 11)

قدم الباحثون نموذجا اوليا لمحرك فائق الصغر (يقاس بوحدات النانومتر
nanometer = واحد على مليار من المتر)
بامكانه ان ينتج طاقة مستمرة من التيار الكهربائي المستمر DC عن طريق “حصاد” الطاقة الميكانيكية من المصادر البيئية مثل الامواج فوق الصوتية، والذبذبات الحركية، وجريان الدم.
ويمكن تتألف المحركات النانوية nanogenerators من مصفوفات من الاسلاك المتناهية في الصغر، مصنوعة من اوكسيد الخارصين، وهي تتحرك بشكل متعرج داخل لوح موصل كهربائي. هذه المحركات تمثل طريقة جديدة في توفير الطاقة للاجهزة الفائقة الصغر، والتي تقاس بوحدات النانو، بدون بطاريات او اي مصدر طاقة خارجي.
يقول زهون لين وانغ، استاذ مساعد في كلية المواد العلمية والهندسية بمعهد جيورجيا التقني: “هذه خطوة رئيسة باتجاه تقنية متنقلة ومتكيفة وفعالة اقتصاديا من اجل توفير الطاقة للمعدات النانوية. لقد كان هناك اهتمام واسع في صناعة الاجهزة النانوية، ولكننا لم نكن نفكر في كيفية توفير الطاقة لها. ان محركنا النانوي يسمح لنا بحصاد او اعادة تدوير الطاقة من مصادر متعددة من اجل توفير الطاقة لهذه المعدات”.
تستغل المحركات النانوية اثنتين من الخصائص الفريدة لاوكسيد الخارصين: قابلية انتاج شحنة كهربائية، وكونها من اشباه الموصلات، مما يسمح بانتاج شحنة كهربائية صغيرة عندما يتم ليّها او تمديدها. يبدأ الانتاج بانشاء مصفوفة من الاسلاك النانوية الموضوعة بشكل عمودي بفارق نصف مايكرون (واحد على مليون من المتر) بين الواحدة والاخرى على لوح حاضن من زرنيخ الغاليوم، او الصفيري (اوكسيد الالمنيوم)، او بوليمر مرن. يتم زرع طبقة من اوكسيد الخارصين في قمة اللوح الحاضن لجمع التيار. كما صنع الباحثون اقطاب توصيل من السليكون على شكل متعرج، وهي تحتوي على الالاف من الرؤوس النانوية والتي تم تحويلها الى موصلات عن طريق تغطيتها بالبلاتين. ثم يوضع القطب الكهربائي تحت مصفوفة الاسلاك النانوية مع ترك مجال كاف لعدد كبير من الاسلاك للتمدد بحرية خلال الفجوة بين الرؤوس. وحينما تتحرك الاسلاك تحت تأثير الطاقة الميكانيكية، مثل الموجات او الذبذبات، تلامس الاسلاك الدقيقة الرؤوس دوريا مما يؤدي الى نقل شحنتها الكهربائية. ومن خلال التقاط هذه الكميات الضئيلة من التيار والتي تنتجها المئات من الاسلاك النانوية المتحركة، ينتج المحرك تيارا مستمرا يقاس بالنانو امبير.
يتوقع وانغ واعضاء فريقه ان محركهم فائق الصغر، حينما يصل الى افضل اداء، سيكون قادرا على انتاج 4 واط لكل سنتيمتر مكعب، استنادا الى الحسابات التي اجريت على سلك نانوي واحد. ان هذه الكمية تعد كافية لتشغيل مدىً واسعا من الاجهزة النانوية المستخدمة لاغراض الدفاع، والبيئة، والعلاج الطبي-الحيوي، بضنمها المتحسسات الحيوية، واجهزة الرقابة البيئية، وحتى الروبوتات فائقة الصغر.
وكان فريق يونغ البحثي قد اعلن قبل عام تقريبا عن مبدأ المحركات النانوية. وفي ذلك الوقت كان المحرك يستحصل الطاقة من سلك نانوي واحد في المرة الواحدة عن طريق جر مسبار فوقه. يعمل المسبار على تجميع الشحنة الكهربائية حينما يتمدد السلك، ويضمن سريان التيار باتجاه واحد.
ومع وجود المئات من الرؤوس الموصلة يعمل القطب الكهربائي المتعرج على تجميع الشحنة الناتجة عن المئات او الالاف من الاسلاك بشكل متزامن، حاصدا الطاقة من مصفوفة الاسلاك الدقيقة. يقول وانغ: “ان انتاج الاقطاب العلوية كمجموعة واحدة يمثل تقدما باتجاه رفع مستوى التقنية. نستطيع الان ان نرى الخطوات الواجب اتباعها للمضي قدما باتجاه معدات يمكنها حقا توفير الطاقة الى التطبيقات شديدة الصغر”.
وقبل حدوث ذلك ينبغي اجراء تطوير اضافي للوصول الى افضل انتاج للتيار. على سبيل المثال، فانه على الرغم من الاسلاك النانوية يمكن ان توضع بطول متساوٍ تقريبا (حوالي مايكرون واحد) فان هناك بعض التغايرات. الاسلاك القصيرة اكثر من المطلوب لا تلامس القطب الكهربائي، فلا تنتج تيارا، بينما لا تستطيع الطويلة ان تتمدد لانتاج الشحنة الكهربائية.
يقول وانغ: “يجب ان نكون اكثر قدرة على التحكم بزرع الاسلاك وكثافتها وتجانسها. نحن نعتقد ان بامكاننا ان نجعل مليون او حتى مليار من الاسلاك النانوية تنتج تيارا في وقت متزامن. سوف يساعدنا ذلك في الوصول الى افضل اداء للمحرك النانوي”.وجه الباحثون في المختبر مصدرا للموجات فوق الصوتية على محركهم النانوي لقياس التيار الكهربائي الخارج لاكثر من ساعة. يقول يونغ انه على الرغم من وجود بعض التقطعات في التيار الخارج الا ان انتاج الكهرباء كان متواصلا طالما كان مولد الامواج فوق الصوتية مستمرا في العمل.
ولغرض ابعاد تأثير المصادر الاخرى على قياس التيار، استعمل الباحثون انابيب الكربون الدقيقة، وهي غير قادرة على انتاج الشحنة الكهربائية، عوضا عن اسلاك اوكسيد الخارصين الدقيقة. كما استعملوا رؤوس اقطاب مسطحة. وفي الحالتين لم يتم انتاج اي تيار كهربائي.
لقد كان توفير الطاقة الى المعدات بالمقياس النانوي تحديا على دوام. فالبطاريات والمصادر الشائعة الاخرى كبيرة جدا، مما يؤدي الى التقليل من مميزات الحجم للمعدات الدقيقة جدا. وطالما كانت البطاريات تحتوي على مواد سامة مثل الليثيوم والكادميوم، فانها لا يمكن ان تزرع في الجسم كجزء من تطبيق علاجي-حيوي.
وبما ان اوكسيد الخارصين هو غير سام وملائم للجسم، فان المحركات النانوية يمكن توُسع لتشمل معدات ذات استخدام طبي وقابلة للزرع، بحيث تقيس لاسلكيا سريان الدم وضغط الدم داخل الجسم. كما يمكن ان تستخدم في المزيد من الطبيقات العادية.
يعلق يونغ قائلا: “اذا كان لك جهاز مماثل في حذائك حينما تسير فسيكون بمقدورك ان تولد تيارا صغيرا يكفي لتشغيل معدات الكترونية صغيرة. اي شيء يمكنه ان يحرك الاسلاك النانوية داخل المولد يمكن استخدامه لانتاج الطاقة. ان تحريكها لا يتطلب سوى قوة صغيرة جدا”.

محركات فائقة الصغر توفر طاقة مستمرة

كاتب الموضوع الأصلي: محمدالبداح(9 11)

قدم الباحثون نموذجا اوليا لمحرك فائق الصغر (يقاس بوحدات النانومتر
nanometer = واحد على مليار من المتر)
بامكانه ان ينتج طاقة مستمرة من التيار الكهربائي المستمر DC عن طريق “حصاد” الطاقة الميكانيكية من المصادر البيئية مثل الامواج فوق الصوتية، والذبذبات الحركية، وجريان الدم.
ويمكن تتألف المحركات النانوية nanogenerators من مصفوفات من الاسلاك المتناهية في الصغر، مصنوعة من اوكسيد الخارصين، وهي تتحرك بشكل متعرج داخل لوح موصل كهربائي. هذه المحركات تمثل طريقة جديدة في توفير الطاقة للاجهزة الفائقة الصغر، والتي تقاس بوحدات النانو، بدون بطاريات او اي مصدر طاقة خارجي.
يقول زهون لين وانغ، استاذ مساعد في كلية المواد العلمية والهندسية بمعهد جيورجيا التقني: “هذه خطوة رئيسة باتجاه تقنية متنقلة ومتكيفة وفعالة اقتصاديا من اجل توفير الطاقة للمعدات النانوية. لقد كان هناك اهتمام واسع في صناعة الاجهزة النانوية، ولكننا لم نكن نفكر في كيفية توفير الطاقة لها. ان محركنا النانوي يسمح لنا بحصاد او اعادة تدوير الطاقة من مصادر متعددة من اجل توفير الطاقة لهذه المعدات”.
تستغل المحركات النانوية اثنتين من الخصائص الفريدة لاوكسيد الخارصين: قابلية انتاج شحنة كهربائية، وكونها من اشباه الموصلات، مما يسمح بانتاج شحنة كهربائية صغيرة عندما يتم ليّها او تمديدها. يبدأ الانتاج بانشاء مصفوفة من الاسلاك النانوية الموضوعة بشكل عمودي بفارق نصف مايكرون (واحد على مليون من المتر) بين الواحدة والاخرى على لوح حاضن من زرنيخ الغاليوم، او الصفيري (اوكسيد الالمنيوم)، او بوليمر مرن. يتم زرع طبقة من اوكسيد الخارصين في قمة اللوح الحاضن لجمع التيار. كما صنع الباحثون اقطاب توصيل من السليكون على شكل متعرج، وهي تحتوي على الالاف من الرؤوس النانوية والتي تم تحويلها الى موصلات عن طريق تغطيتها بالبلاتين. ثم يوضع القطب الكهربائي تحت مصفوفة الاسلاك النانوية مع ترك مجال كاف لعدد كبير من الاسلاك للتمدد بحرية خلال الفجوة بين الرؤوس. وحينما تتحرك الاسلاك تحت تأثير الطاقة الميكانيكية، مثل الموجات او الذبذبات، تلامس الاسلاك الدقيقة الرؤوس دوريا مما يؤدي الى نقل شحنتها الكهربائية. ومن خلال التقاط هذه الكميات الضئيلة من التيار والتي تنتجها المئات من الاسلاك النانوية المتحركة، ينتج المحرك تيارا مستمرا يقاس بالنانو امبير.
يتوقع وانغ واعضاء فريقه ان محركهم فائق الصغر، حينما يصل الى افضل اداء، سيكون قادرا على انتاج 4 واط لكل سنتيمتر مكعب، استنادا الى الحسابات التي اجريت على سلك نانوي واحد. ان هذه الكمية تعد كافية لتشغيل مدىً واسعا من الاجهزة النانوية المستخدمة لاغراض الدفاع، والبيئة، والعلاج الطبي-الحيوي، بضنمها المتحسسات الحيوية، واجهزة الرقابة البيئية، وحتى الروبوتات فائقة الصغر.
وكان فريق يونغ البحثي قد اعلن قبل عام تقريبا عن مبدأ المحركات النانوية. وفي ذلك الوقت كان المحرك يستحصل الطاقة من سلك نانوي واحد في المرة الواحدة عن طريق جر مسبار فوقه. يعمل المسبار على تجميع الشحنة الكهربائية حينما يتمدد السلك، ويضمن سريان التيار باتجاه واحد.
ومع وجود المئات من الرؤوس الموصلة يعمل القطب الكهربائي المتعرج على تجميع الشحنة الناتجة عن المئات او الالاف من الاسلاك بشكل متزامن، حاصدا الطاقة من مصفوفة الاسلاك الدقيقة. يقول وانغ: “ان انتاج الاقطاب العلوية كمجموعة واحدة يمثل تقدما باتجاه رفع مستوى التقنية. نستطيع الان ان نرى الخطوات الواجب اتباعها للمضي قدما باتجاه معدات يمكنها حقا توفير الطاقة الى التطبيقات شديدة الصغر”.
وقبل حدوث ذلك ينبغي اجراء تطوير اضافي للوصول الى افضل انتاج للتيار. على سبيل المثال، فانه على الرغم من الاسلاك النانوية يمكن ان توضع بطول متساوٍ تقريبا (حوالي مايكرون واحد) فان هناك بعض التغايرات. الاسلاك القصيرة اكثر من المطلوب لا تلامس القطب الكهربائي، فلا تنتج تيارا، بينما لا تستطيع الطويلة ان تتمدد لانتاج الشحنة الكهربائية.
يقول وانغ: “يجب ان نكون اكثر قدرة على التحكم بزرع الاسلاك وكثافتها وتجانسها. نحن نعتقد ان بامكاننا ان نجعل مليون او حتى مليار من الاسلاك النانوية تنتج تيارا في وقت متزامن. سوف يساعدنا ذلك في الوصول الى افضل اداء للمحرك النانوي”.وجه الباحثون في المختبر مصدرا للموجات فوق الصوتية على محركهم النانوي لقياس التيار الكهربائي الخارج لاكثر من ساعة. يقول يونغ انه على الرغم من وجود بعض التقطعات في التيار الخارج الا ان انتاج الكهرباء كان متواصلا طالما كان مولد الامواج فوق الصوتية مستمرا في العمل.
ولغرض ابعاد تأثير المصادر الاخرى على قياس التيار، استعمل الباحثون انابيب الكربون الدقيقة، وهي غير قادرة على انتاج الشحنة الكهربائية، عوضا عن اسلاك اوكسيد الخارصين الدقيقة. كما استعملوا رؤوس اقطاب مسطحة. وفي الحالتين لم يتم انتاج اي تيار كهربائي.
لقد كان توفير الطاقة الى المعدات بالمقياس النانوي تحديا على دوام. فالبطاريات والمصادر الشائعة الاخرى كبيرة جدا، مما يؤدي الى التقليل من مميزات الحجم للمعدات الدقيقة جدا. وطالما كانت البطاريات تحتوي على مواد سامة مثل الليثيوم والكادميوم، فانها لا يمكن ان تزرع في الجسم كجزء من تطبيق علاجي-حيوي.
وبما ان اوكسيد الخارصين هو غير سام وملائم للجسم، فان المحركات النانوية يمكن توُسع لتشمل معدات ذات استخدام طبي وقابلة للزرع، بحيث تقيس لاسلكيا سريان الدم وضغط الدم داخل الجسم. كما يمكن ان تستخدم في المزيد من الطبيقات العادية.
يعلق يونغ قائلا: “اذا كان لك جهاز مماثل في حذائك حينما تسير فسيكون بمقدورك ان تولد تيارا صغيرا يكفي لتشغيل معدات الكترونية صغيرة. اي شيء يمكنه ان يحرك الاسلاك النانوية داخل المولد يمكن استخدامه لانتاج الطاقة. ان تحريكها لا يتطلب سوى قوة صغيرة جدا”.