نجح باحثون في تطوير نوع جديد من النباتات الاصطناعية القادرة على توليد الكهرباء، إذ أعاد فريق البحث من جامعة بينجهامبتون، في نيويورك، توجيه دراستهم حول البطاريات الحيوية التي تعمل بالبكتيريا – القابلة للابتلاع وغيرها- إلى فكرة جديدة للنباتات الاصطناعية التي يمكنها التغذية على ثاني أكسيد الكربون، وإطلاق الأكسجين، وحتى توليد كمية صغيرة من الطاقة.

وأنشأ البروفيسور سيوخيون «شون» تشوي، وطالبة الدكتوراه مريم رضائي، ورقة اصطناعية «من أجل المتعة»، باستخدام 5 خلايا شمسية بيولوجية وبكتيريا التمثيل الضوئي الموجودة فيها، ثم أدركا أن المفهوم له آثار أوسع، إذ قاموا ببناء أول نبات بخمس أوراق، ثم قاموا باختبار معدلات التقاط ثاني أكسيد الكربون وقدرته على توليد الأكسجين.

ورغم أن توليد الطاقة الحالي الذي يبلغ نحو 140 ميكروواط يعد ميزة ثانوية، فإن تشوي يهدف إلى تحسين التكنولوجيا لتحقيق إنتاج أدنى يتجاوز ملي واط واحد. كما يريد دمج نظام تخزين الطاقة، مثل بطاريات الليثيوم أيون أو المكثفات الفائقة.

وأوضح تشوي «أريد أن أكون قادرا على استخدام هذه الكهرباء لشحن الهاتف المحمول أو غيره من الاستخدامات العملية. مع بعض التعديلات الدقيقة، يمكن أن تصبح هذه النباتات الاصطناعية جزءًا من كل منزل. ومن السهل رؤية فوائد هذه الفكرة».

وتشمل الترقيات الأخرى استخدام أنواع متعددة من البكتيريا لضمان بقائها على المدى الطويل وتطوير طرق لتقليل الصيانة، مثل أنظمة توصيل المياه والمغذيات، وفقًا لبيان صحفي صادر عن جامعة بينجهامبتون .

وتؤكد الدراسة أيضًا أن مستويات ثاني أكسيد الكربون داخل الأماكن المغلقة غالبًا ما تكون أعلى بكثير من تلك الموجودة في الهواء الطلق، وهو ما يمثل مصدر قلق صحي متزايد، خاصة في المناطق الحضرية إذ يقضي الناس أكثر من 80% من وقتهم في الأماكن المغلقة.

وزعم الباحثون أيضًا أن النباتات الاصطناعية التي تحتوي على البكتيريا الزرقاء تعمل على تعزيز التقاط الكربون داخل الأماكن المغلقة أثناء تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين (O2) والكهرباء الحيوية.

وتستخدم هذه النباتات الاصطناعية الضوء الداخلي لتحفيز عملية التمثيل الضوئي، ما يؤدي إلى خفض مستويات ثاني أكسيد الكربون في الأماكن المغلقة بنسبة 90%، من 5000 إلى 500 جزء في المليون- وهو ما يتجاوز بكثير نسبة الخفض البالغة 10% التي تحققها النباتات الطبيعية، إضافة إلى تحسين جودة الهواء، ينتج النظام الأكسجين والكهرباء الحيوية الكافية لتشغيل الأجهزة الإلكترونية المحمولة.

ويحقق توصيل خمس خلايا شمسية حيوية على التوالي داخل كل ورقة، جهدًا خارجيًا، قدره 1.0 فولت وقوة قصوى تبلغ 46 ميكروواط. ومن الجدير بالذكر أنه عندما يتم توصيل هذه الأوراق على التوالي داخل هيكل النبات الاصطناعي، ينتج النظام جهدًا خارجيًا قدره 2.7 فولت وقوة قصوى تبلغ 140 ميكروواط، وهو ما يكفي لتشغيل الأجهزة الإلكترونية المحمولة«، وفقًا للدراسة المنشورة في Advanced Sustainable Systems.

المصري اليوم