الجلد هو أكبر عضوٍ في جسم الإنسان. ويعد واجهة اتصالنا الأساسية مع العالم المحيط، حيث يستقبل الكثير من المعلومات الحسية، بما في ذلك درجة الحرارة والضغط والألم. كما ويعكس الجلد، صحة الجسد ويقدم معلوماتٍ غايةً في الأهمية، في حال وجود خللٍ في عمل الأعضاء الداخلية. ومن خلال مراقبة الجلد وقياس علاماته الحيوية، يمكننا تقييم حالة الجسم العامة وقد نتنبه لكثيرٍ من الاضطرابات الصحية في مراحلها الباكرة. ومن هنا فقد كان ابتكار الجلد الإلكتروني بمثابة ثورة طبية تنطوي على أهمية كبيرة.
طور علماءٌ من جامعة كاليفورنا للتكنولوجيا نوعاً من الجلد الإلكتروني يتم وضعه مباشرةً على تماس مع البشرة الحقيقية. يمكن تضمين الجلد الإلكتروني، المصنوع من المطاط الطري المرن، بأجهزة استشعارٍ تراقب المعلومات الحيوية مثل معدل ضربات القلب، ودرجة حرارة الجسم، ومستويات السكر في الدم والمنتجات الثانوية الأيضية التي تعد مؤشرات للصحة، وحتى تسجيل الإشارات العصبية التي تتحكم بعضلاتنا.
لا حاجة للبطاريات
اللافت في الابتكار، والذي قد يكون ثورةً في مجال صناعة الحساسات الحيوية، ان الشريحة الإلكترونية تعمل دون الحاجة إلى بطارية، فهي تستمد الطاقة من خلايا الوقود الحيوي التي تعمل بمنتجات النفايات الخاصة بالجسم والتي تطرح عن طريق العرق.
يحتوي عرق الإنسان على مستوياتٍ عاليةٍ من مادة اللاكتات الكيماوية، وهي مركب يتم إنشاؤه كمنتج ثانوي لعمليات التمثيل الغذائي العادية، خاصة بواسطة العضلات أثناء التمرين. تمتص خلايا الوقود الموجودة في الجلد الإلكتروني تلك اللاكتات وتدمجها مع الأكسجين من الغلاف الجوي منتجةً للطاقة.
تصنع خلايا الوقود الحيوي من الأنابيب النانوية الكربونية المشربة التي تحتوي على إنزيم يكسر اللاكتات. يمكنهم توليد طاقةٍ مستمرةٍ ومستقرة، تصل إلى عدة ملي واط لكل سنتيمتر مربع.
أثناء تشغيلها، تولد خلايا الوقود الحيوي كهرباء كافية لتشغيل أجهزة الاستشعار وجهاز بلوتوث، مما يسمح للبشرة الإلكترونية بنقل القراءات من أجهزة الاستشعار الخاصة بها لاسلكيًا.
تحدٍ كبير
صرح البروفيسور واي جاو، الاستاذ في جامعة كاليفورنيا للتكنولوجيا:” إن أحد التحديات الرئيسة التي تواجه هذه الأنواع من الأجهزة القابلة للارتداء يتمثل في توفير الطاقة المستدامة، وهو الأمر الذي لا توفره عادة البطاريات التقليدية. ولقد حاولت بعض الابتكارات استخدام الخلايا الشمسية أو حصد قوة الحركة البشرية. إلا أننا أردنا أن نتبين فيما إذا كان بإمكاننا الحصول على طاقةٍ كافيةٍ من العرق لتشغيل الأجهزة القابلة للارتداء أم لا؟” والجواب هو نعم”.
حجر الأساس لابتكارات أخرى
يقول جاو إن الخطة هي تطوير مجموعةٍ متنوعةٍ من أجهزة الاستشعار التي يمكن تضمينها في الجلد الإلكتروني بحيث يمكن استخدامها لأغراض متعددة.
وعن ذلك صرح:”نريد أن يكون هذا النظام منصة جديدةً كليا، بالإضافة إلى كونها جهاز استشعارٍ حيوي يمكن ارتداؤه، يمكن أن تكون واجهةً بين الإنسان والآلة. ويمكن استخدام العلامات الحيوية والمعلومات الجزيئية التي تم جمعها باستخدام هذه يقول قاو إن الخطة هي تطوير مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار التي يمكن تضمينها في الجلد الإلكتروني بحيث يمكن استخدامها لأغراض متعددة.ويمكن أن تكون واجهةً بين الإنسان والآلة. إذ يمكن استخدام العلامات الحيوية والمعلومات الجزيئية التي تم جمعها باستخدام هذه المنصة لتصميم وتحسين الأطراف الصناعية من الجيل التالي”.
إقرأ المزيد:
-
شعبية لعبة أبيكس ليجيندز الجديدة تهدد عرش لعبتي فورت نايت وبوبجي
-
كل ما تريد معرفته عن تفاصيل تخفيف إجراءات تقييد الحركة في دبي
-
هل سيفوز ملياردير الماريجوانا ألكي ديفيد بحقوق تسمية ملعب الكامب نو؟
-
الإعلان عن انطلاق منافسات بطولة العالم للفورمولا 1 دون جمهور
-
الداخلية الألمانية توافق على استئناف الدوري الألماني لكرة القدم
-
كورونا يتسبب في تراجع مبيعات الهواتف الذكية وهواوي الصينية ما زالت في الصدارة