نسيج ذكي يبرّد الجسم ويولّد الكهرباء ويرصد الحركة

طوّر باحثون في جامعة إلينوي الأميركية نسيجًا ذكيًّا يجمع بين تبريد الجسم، واستشعار الحركة، وتوليد كميات صغيرة من الكهرباء، في تصميم واحد قابل للطباعة؛ ما يفتح الباب أمام جيل جديد من الملابس القادرة على أداء وظائف تتجاوز الحماية من الحرارة والطقس.

وبحسب دراسة أجراها باحثون من جامعة إلينوي أوربانا-شامبين ونُشرت في مجلة "Advanced Science"، يعتمد النسيج على مركب نانوي من أكسيد الزركونيوم صُمم للاستفادة من خاصيتين في الوقت نفسه؛ إذ يعكس نحو 96% من الإشعاع الشمسي، ويتمتع بقدرة مرتفعة على إطلاق حرارة الجسم إلى الخارج على هيئة أشعة تحت حمراء.

وفي الاختبارات الخارجية، كانت درجة حرارة النسيج أقل بنحو 3 إلى 6 درجات مئوية من درجة حرارة الهواء المحيط تحت أشعة الشمس؛ ما يوفر تبريدًا سلبيًّا من دون الحاجة إلى بطاريات أو نظام تكييف مدمج.

ولا يتوقف الأمر عند التبريد؛ فعندما يتحرك الشخص، يؤدي احتكاك الجلد بالنسيج إلى توليد شحنات كهربائية صغيرة تُعرف بالكهرباء الاحتكاكية، ويمكن استغلال هذه الإشارات لرصد حركة الجسم أو تشغيل أجهزة استشعار وتقنيات قابلة للارتداء.

وأظهرت التجارب أن النسيج حقق كثافة قدرة قصوى بلغت نحو 47 ملي واط لكل متر مربع، مع الحفاظ على إنتاج كهربائي مستقر لأكثر من 30 ألف دورة تشغيل.

ويقول الباحثون: إن هذه الطاقة ليست كافية لشحن هاتف ذكي، لكنها قد تكون مفيدة لتشغيل مستشعرات صغيرة أو إرسال إشارات مرتبطة بحركة الشخص.

واللافت أن المادة يمكن تصنيعها باستخدام تقنية للطباعة ثلاثية الأبعاد تُعرف باسم "الكتابة بالحبر المباشر"، ما قد يتيح إنتاجها بأشكال وتصميمات مختلفة، بدلًا من الاعتماد على أنظمة متعددة الطبقات لأداء كل وظيفة.

وأظهر الفريق أيضًا إمكانية استخدام النسيج كجزء من نظام للتحكم الحراري؛ إذ يمكن للإشارة الكهربائية الناتجة عن حركة مرتدي الملابس أن تعمل كمحفز لتشغيل وظيفة أخرى في النظام.

ويرى الباحثون أن الجمع بين التبريد السلبي واستشعار الحركة وتوليد الكهرباء في مادة واحدة قد يمهد الطريق لملابس أكثر ذكاءً وأقل اعتمادًا على البطاريات والأنظمة الإلكترونية التقليدية.

«مكيّف شخصي» ترتديه على جسدك.. ملابس ذكية تحوّل مواجهة الحر إلى موضة

ملابس ذكيّة تنبّه من الإصابة بأمراض!