في دراسة جديدة أجراها فريق من الباحثين من سويسرا نشرت في مجلة التقدم العلميتم العثور على حقيقة مثيرة للاهتمام: الخشب أكثر بكثير من مجرد مادة خام. وخلال البحث، وجد الباحثون نوعاً من الأرضيات الخشبية قادراً على تحويل طاقة الأشخاص الذين يسيرون عليها إلى كهرباء، في عملية بسيطة وصديقة للبيئة.
خلال البحث، تمكن الباحثون من تطوير خشب قوي ومتين للغاية ومقاوم للماء ويمكن مغنطته. وكان الهدف الرئيسي من البحث هو توسيع خصائص الخشب الموجودة، بحيث تكون المادة الخام مناسبة لاستخدامات جديدة تمامًا.
أكثر بكثير من مجرد مادة خام بسيطة
استخدم جيانغو صن، طالب الدكتوراه الذي شارك في فريق البحث، عملية كيميائية تسمى إزالة اللجنين والتي تشكل أساس التغييرات والتحسينات في الخشب التي أجراها فريق الباحثين في السنوات الأخيرة. لفهم العملية الكيميائية، من المفيد معرفة المواد الأساسية التي يتكون منها الخشب: اللجنين وشبه السليلوز والسليلوز. إنجو برجرت الذي يرأس فريق البحثيوضح: "اللجنين هو المادة التي تحتاجها الشجرة لتنمو على ارتفاع كبير، وهو ما لن يكون ممكنا بدون اللجنين الذي يعمل بمثابة مادة استقرار تربط الخلايا وتمنع ألياف السليلوز الصلبة من الانكماش".
لتحويل الخشب إلى مادة يمكن تغييرها بسهولة، كان على الباحثين استخراج القليل من اللجنين من الخشب، وهي عملية يتم تحقيقها عن طريق وضع الخشب في خليط من بيروكسيد الهيدروجين وحمض الأسيتيك.
برجرت يشرح العملية: "نحن في الواقع نستخدم البنية الهرمية للخشب دون صهره، كما يحدث في عملية إنتاج الورق، على سبيل المثال." في نهاية العملية، يتكون الإسفنج الخشبي الناتج من طبقات رقيقة من السليلوز التي يمكن تقليصها أو توسيعها بسهولة إلى الشكل الأصلي - وبعبارة أخرى، يصبح الخشب مرنًا.
تتدفق الكهرباء من خلال قدميك
ولكي يتم إنتاج الطاقة والتيار الكهربائي من الشجرة بشكلها الطبيعي، يجب أولاً معالجة الشجرة حتى تتمتع بالخصائص المناسبة. في شكله الأصلي كمادة خام، لا يكون الخشب مرنًا بدرجة كافية، وبالتالي يلزم إجراء عملية فريدة لجعل الخشب مرنًا. وفي الاختبارات التي أجروها على المكعبات الخشبية، وجد فريق بوجارت أن 30 مكعبًا يمكن أن توفر تيارًا كهربائيًا كافيًا لإضاءة شاشة LCD بسيطة - ومن هذا الاختبار أدركوا أن توليد تيار كهربائي من أرضية الباركيه أو الخشب الذي يمشي عليه الناس أمر يمكن تصوره بالتأكيد.
كما ذكرنا، فإن توليد الجهد الكهربائي أصبح ممكناً من خلال تحقيق مرونة المواد الصلبة والمواد الخام (ما يسمى "النظام الكهرضغطي")، وتستخدم هذه الظاهرة حول العالم في صناعات أخرى إلى جانب توليد الكهرباء من أرضيات الباركيه أو الخشب: ومن الاستخدامات الشائعة في صناعة المقاييس، والتي تستخدم أجهزة استشعار تنتج إشارة في حالة حدوث حمل ميكانيكي على سبيل المثال. وقد وجد أن هذا التأثير مناسب للاستخدام في التطبيقات الطبية الحيوية أيضًا: ومثال على ذلك مادة تيتانات زركونات الرصاص.
ولا يمكن استخدام المادة على جلد الإنسان بسبب احتوائها على مادة الرصاص، والحل هو جعل المادة أكثر مرونة.
يخطو إلى المستقبل
أصبح من الواضح الآن أن الخشب هو أكثر من مجرد مادة خام: فمن خلال الخصائص الموجودة للخشب ومجموعة النتائج المكتشفة خلال البحث الحالي، أصبحت الطريقة الجديدة لتوليد التيار الكهربائي أقرب من أي وقت مضى.
وفي الاختبارات التي أجريت على النوع الجديد من الخشب أثناء الدراسةأظهرت المادة ثباتًا غير عادي، وتم قياس الفولتية الكهربائية الكافية لاستخدامها كجهاز استشعار للتيار الكهربائي، وتم العثور على نتائج تدعم حقيقة أنه في المستقبل هناك إمكانية تطوير أرضية خشبية قادرة على تحويل الطاقة وخطوات الأشخاص الذين يسيرون عليه إلى تيار كهربائي في الممارسة العملية. بالإضافة إلى ذلك، اختبر الباحثون إمكانية استخدامه كجهاز استشعار للضغط على جلد الإنسان ووجدوا أنه يمكن استخدامه للاستخدام الطبي الحيوي.
قبل أن نتمكن من استخدام نوع الشجرة الجديد كجهاز استشعار أو كما الأرضيات الباركيه في المنزل قادرة على إنتاج تيار كهربائي، تبقى بضع خطوات أخرى. ومع ذلك، فإن مزايا النظام الكهروضغطي واضحة، حيث توفر البساطة والابتكار وعملية صديقة للبيئة - ويتم دراستها حاليًا من قبل برجرت وزملائه في مشروع متابعة للبحث الحالي.
علاوة على ذلك، ومن أجل تكييف التكنولوجيا الجديدة مع الصناعة وتقديم الأخبار والابتكارات إلى العالم، فإن فريق الباحثين على اتصال بالفعل مع الشركاء المحتملين بهدف خلق التعاون.
المقالة عبارة عن محتوى تم الترويج له بشكل مجاملة مدفع الباركيه - خدمات بيع وتركيب الباركيه على مستوى الجمهورية.
