استخدام دودة القز لتخزين ونقل الطاقة في الأقمشة

عندما اقترحت بسنت علي، طالبة الدكتوراة في برنامج تكنولوجيا النانو بالجامعة الأمريكية بالقاهرة، فكرة بحثية غريبة بعض الشيء، أخبرها أصدقاؤها وأساتذتها بأنها قد فقدت عقلها. ولكن، بعد مضي بضعة أشهر على طرح فكرتها هذه، تحولت الفكرة "الجنونية" إلى مشروع بحثي استمر عدة أشهر وسرعان ما تم نشره في مجلة Scientific Reports للتقارير العلمية، والتي تتفرع من المجلة العلمية متعددة التخصصات العالمية الرائدة Nature.

تحت إشراف ناجح علام، الأستاذ في قسم الفيزياء بالجامعة، نفذت بسنت فكرتها عبر استخدام ديدان القز لإنتاج حرير موصل للكهرباء والذي يمكن استخدامه في العديد من التطبيقات التكنولوجية، مثل المكثفات الكهربائية فائقة السعة supercapacitor أو الأجهزة التي تخزن الطاقة. كما ركز بحث بسنت أيضاً على إنتاج أقمشة يمكن ارتداؤها تكون لديها إمكانية تخزين ونقل الطاقة.

تقول بسنت "نحتاج إلى الكهرباء في كل وقت وفي كل مكان نذهب إليه من أجل القيام ببعض الأمور مثل شحن هواتفنا وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. لذلك تبادر الى ذهني سؤال: هل يمكننا صنع مكثف كهربائي مرن يمكن ارتداؤه؟ أيمكن أن تتخيل إمكانية شحن هاتفك باستخدام قميصك. وكان الحرير أول مادة أفكر في استخدامها."

وقد تمكنت بسنت من القيام بذلك عن طريق رش مواد كيميائية موصلة للكهرباء على أوراق النباتات التي تأكلها ديدان القز. وبعد إطعامهم لمدة 10 أيام، أنتجت الديدان حريراً محملاً بتلك المواد الكيميائية، وبالتالي حريراً موصلاً للكهرباء. وبعد ذلك تم استخدام هذا الحرير في تصنيع منسوجات. وقد استغرق البحث وقتاً طويلاً، حيث تطلب الأمر خمسة أسابيع حتى تنمو ديدان القز، و10 أيام لإطعامها وأربعة أيام لإنتاج الحرير.

يقول علام معقباً على نتائج البحث "برغم كونها عملية بسيطة، إلا أنها فكرة جديدة ومبتكرة".

أوضح علام مدى إمكانية استخدام الحرير الموصل للكهرباء في عدد كبير من التطبيقات العملية مضيفاً أن كثير من الشركات تبحث دائماً عن مواد جديدة وخفيفة تبدد من الحرارة، والتي يمكن إدماجها في انتاج الإلكترونيات. فعلى سبيل المثال، يمكن دمج الحرير الموصل للكهرباء في جهاز كمبيوتر محمول لمنع ارتفاع درجة الحرارة. ويمكن أن تكون أحد التطبيقات طويلة المدى إنتاج مادة جديدة حيث يتم وضع محسسات الغازات في الملابس، مثل تلك التي يرتديها عمال التعدين.

وقبل نشر البحث، قامت بسنت وعلام بتسجيل بحثهما بوكالة براءات الاختراع الأمريكية U.S. Patent Office. وفي الوقت الحالي، تنتظر بسنت شحنة جديدة من ديدان القز لكي تتمكن من تطوير بحثها ومحاولة صنع مكثفات فائقة تعمل على توصيل الكهرباء بشكل أفضل. وستقوم بعرض عملها في اجتماع ومعرض جمعية أبحاث الموادMaterials Research Society Meeting and Exhibit في بوسطن، ماساتشوستس في ديسمبر 2019. جدير بالذكر أنه قبل نشر بحثها هذا في مجلة Scientific Reports، كان قد نُشر لها خمسة إصدارات في مجلات علمية أخرى.

تقول بسنت "أنا فخورة للغاية بأن هذه الفكرة الجنونية قد حظيت ببعض الاهتمام. فرؤية أفكارك تتجسد وتتحقق أمامك هو حقاً شعور رائع."

لقراءة البحث في مجلة Scientific Reports، اضغط هنا.