أبوظبي: عبد الرحمن سعيد
طور فريق بحثي من «جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا» في أبوظبي مستشعر رطوبة جديداً مصنوعاً من ألياف السيللوز الآمنة على البيئة ومصفوفة من أكسيد الغرافين، حيث صُمِّم بهدف الاستفادة منه في كثير من الأجهزة الإلكترونية التي يمكن ارتداؤها. وقد وظّف في كثير من التطبيقات التي تشمل الاستشعار غير التلامسي للمسافات القريبة، والكشف عن الرطوبة في البيئة، وفحص التنفس البشري، حيث تستعرض هذه التطبيقات الإمكانات الواسعة للمستشعرات.
ضم الفريق الدكتور محمد عمير خان، والدكتور ياوار عباس، والدكتورة هبة أبو نهلة، والدكتور محمد رزق، والدكتور أنس العزام، والدكتورة نهلة العمودي، والدكتور بكر محمد.
وقالت الدكتورة نهلة العمودي «يمثل بحثنا إنجازاً مهماً في تطوير مستشعرات الرطوبة غير المكلفة اقتصادياً والآمنة على البيئة المصنوعة من الألياف والمواد النانوية الكربونية الحيوية والمتوفرة بكثرة في الطبيعة. وتطوير مستشعرات الرطوبة لتصبح أكثر دقة وفعالية وذات استجابة سريعة، أولوية بحثية، على الرغم من استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية كالرصد البيئي وإزالة الضباب في المركبات والتكنولوجيا القابلة للارتداء والخدمات اللوجستية الغذائية. والبحوث التي تركز على استخدام المواد المستدامة والآمنة على البيئة في تطوير مستشعرات الرطوبة، في غاية الأهمية».
وأضافت: «الإلكترونيات القابلة للارتداء في معظم الأحيان على مواد قادرة على استشعار الرطوبة موضوعة على ركائز مرنة تتضمن البوليميد والبوليمرات الأخرى، ولكن توجد بعض التحديات التي ترافق هذه الركائز تتمثل بخطر الانفصال أثناء عملية التركيب والذي يؤثر بدوره على أدائها، إضافة إلى المخاوف البيئية التي سببها أن العديد من المواد البوليمرية غير قابلة للتحلل الحيوي».
وتعدّ ألياف السيللوز مادة بوليمرية طبيعية متوافرة بشكل كبير وتتميز ببعض الخصائص التي تؤهلها لتكون مادة واعدة مستقبلاً، حيث إنها مادة مائية ذات استقرار ميكانيكي وغير قابلة للذوبان في الماء، لكنها غير موصلة للكهرباء، لذلك، دمج الفريق البحثي السيللوز مع أكسيد الغرافين المخفض، وهي مادة كربونية موصلة.
وقالت الدكتورة نهلة: «لقد استعنا بالورق العادي المستخدم في المكاتب والمصنوع أساساً من السيللوز، لتعزيز الاستدامة، لا سيما أنه يمكن صنع الجهاز من ورق المكتب المعاد تدويره. وتوفر المواد الموصلة القائمة على الكربون قدرة إيصال عالية واستقراراً لمستشعرات الرطوبة في الهياكل الورقية المركبة أو متعددة الطبقات. لذلك استخدمنا الغرافين والمواد القائمة على الكربون مع السيللوز، لكن حدثت بعض التصدعات في المواد الناتجة خلال التركيب بسبب عدم توافق المواد الموصلة الصلبة مع الورق المرن. وطورنا طريقة جديدة لتصنيع مستشعرات الرطوبة المرنة والمستدامة دون الحاجة إلى مواد موصلة للكهرباء، حيث تُعدّطريقتنا سهلة وغير مكلفة نتج عنها جهاز استشعار ثلاثي الطبقات».
