علماء صينيون يطورون مركبا ذكيا من الإسمنت يحول الحرارة إلى الكهرباء

ووصل معامل "زيبك" (مقياس قدرة المادة على تحويل الحرارة إلى كهرباء) فيها إلى -40.5 ملليفولت/كلفن، وهو ما يفوق المواد الإسمنتية الأخرى بعشر مرات. كما بلغ مؤشر الجودة (ZT) 6.6×10⁻²، أي أعلى بست مرات من الأرقام القياسية السابقة.
وناقش العلماء والمهندسون في مؤتمر "SynBioBeta 2025" كيف يمكن للمواد الجديدة أن تُسهم في تقليل الانبعاثات الناتجة عن إنتاج الخرسانة، بصفتها إحدى أكثر الصناعات تلويثا للبيئة. وقد طرحوا خلال المؤتمر نوعا مبتكرا من الإسمنت قادرا على تحويل الحرارة إلى طاقة كهربائية، مما يُمهد الطريق لإنشاء مباني قادرة على تزويد نفسها بالطاقة. ويمكن لهذه المادة أن تُحدث ثورة في مجال البناء، وتُسهم في جعل المدن أكثر نظافة.
أوضح الباحثون أن "الاختلاف في معدل انتشار الأيونات الموجبة والسالبة في المحلول المسامي للإسمنت يمنحه خصائصَ كهروحرارية. ويقيس معامل 'زيبك' عدد الفولتات الناتجة عند تسخين المادة بدرجة واحدة. وإذا كان أحد جانبي الجدار أكثرَ دفئا من الآخر، فإن هذا الإسمنت يولّد تيارا كهربائيا مثل بطارية صغيرة. وبالإضافة إلى ذلك، تتميز هذه المادة بأنها لا تنتج الكهرباء فحسب، بل وتخزن الحرار أيضا دون إهدار لها."
يوصل الإسمنت العادي التيار قليلا بفضل الأيونات (جسيمات مشحونة)، لكنها تتحرك ببطء بسبب بنيته الكثيفة. وأضاف العلماء إليه طبقات من الهيدروجيل، وهي مادة ناعمة تشبه الجيلاتين تُصنع من بولي فينيل الكحول (PVA)، حيث تعمل هذه الطبقات كطرق سريعة لأيونات الهيدروكسيد (OH⁻) الحاملة للشحنة. بينما تعلق أيونات الكالسيوم (Ca²⁺) على حدود الإسمنت والهيدروجيل، مما يخلق فرقا في الحركة يعزز التيار الكهربائي، كما لو كان أحد الفريقين في قارب يجدف أسرع من الآخر.
ولا ينتج هذا المركب الطاقة فحسب، بل ويخزنها مثل بطارية مدمجة مباشرة في الجدار.
وتسمح هذه المادة -حسب العلماء- بتطوير رصيف يُضيء المصابيح، أو جسر يزود أجهزة استشعار تراقب التشققات بالطاقة، دون الحاجة إلى أسلاك أو بطاريات كهربائية. وتستفيد المادة من فرق درجات الحرارة بين الجدار المشمس والقبو البارد مثلا لتوليد تيار كهربائي.
المصدر: Naukatv.ru

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

روسيا اليوم

١٨-٠٤-٢٠٢٥

• روسيا اليوم

علماء صينيون يطورون مركبا ذكيا من الإسمنت يحول الحرارة إلى الكهرباء

ووصل معامل "زيبك" (مقياس قدرة المادة على تحويل الحرارة إلى كهرباء) فيها إلى -40.5 ملليفولت/كلفن، وهو ما يفوق المواد الإسمنتية الأخرى بعشر مرات. كما بلغ مؤشر الجودة (ZT) 6.6×10⁻²، أي أعلى بست مرات من الأرقام القياسية السابقة. وناقش العلماء والمهندسون في مؤتمر "SynBioBeta 2025" كيف يمكن للمواد الجديدة أن تُسهم في تقليل الانبعاثات الناتجة عن إنتاج الخرسانة، بصفتها إحدى أكثر الصناعات تلويثا للبيئة. وقد طرحوا خلال المؤتمر نوعا مبتكرا من الإسمنت قادرا على تحويل الحرارة إلى طاقة كهربائية، مما يُمهد الطريق لإنشاء مباني قادرة على تزويد نفسها بالطاقة. ويمكن لهذه المادة أن تُحدث ثورة في مجال البناء، وتُسهم في جعل المدن أكثر نظافة. أوضح الباحثون أن "الاختلاف في معدل انتشار الأيونات الموجبة والسالبة في المحلول المسامي للإسمنت يمنحه خصائصَ كهروحرارية. ويقيس معامل 'زيبك' عدد الفولتات الناتجة عند تسخين المادة بدرجة واحدة. وإذا كان أحد جانبي الجدار أكثرَ دفئا من الآخر، فإن هذا الإسمنت يولّد تيارا كهربائيا مثل بطارية صغيرة. وبالإضافة إلى ذلك، تتميز هذه المادة بأنها لا تنتج الكهرباء فحسب، بل وتخزن الحرار أيضا دون إهدار لها." يوصل الإسمنت العادي التيار قليلا بفضل الأيونات (جسيمات مشحونة)، لكنها تتحرك ببطء بسبب بنيته الكثيفة. وأضاف العلماء إليه طبقات من الهيدروجيل، وهي مادة ناعمة تشبه الجيلاتين تُصنع من بولي فينيل الكحول (PVA)، حيث تعمل هذه الطبقات كطرق سريعة لأيونات الهيدروكسيد (OH⁻) الحاملة للشحنة. بينما تعلق أيونات الكالسيوم (Ca²⁺) على حدود الإسمنت والهيدروجيل، مما يخلق فرقا في الحركة يعزز التيار الكهربائي، كما لو كان أحد الفريقين في قارب يجدف أسرع من الآخر. ولا ينتج هذا المركب الطاقة فحسب، بل ويخزنها مثل بطارية مدمجة مباشرة في الجدار. وتسمح هذه المادة -حسب العلماء- بتطوير رصيف يُضيء المصابيح، أو جسر يزود أجهزة استشعار تراقب التشققات بالطاقة، دون الحاجة إلى أسلاك أو بطاريات كهربائية. وتستفيد المادة من فرق درجات الحرارة بين الجدار المشمس والقبو البارد مثلا لتوليد تيار كهربائي. المصدر:

روسيا اليوم

٢٠-٠٣-٢٠٢٥

• روسيا اليوم

العلماء يكشفون سر "العفاريت الحمراء" الغامضة فوق جبال الهيمالايا

ويطلق العلماء اسم العفاريت الحمراء (red sprites) على هذه التفريغات الكهربائية التي تحدث في منطقة عالية فوق العواصف الرعدية، تيمنا بالروح الشريرة "باك" (روح الهواء) المذكور في رواية ويليام شكسبير حلم ليلة صيف. إقرأ المزيد ظاهرة طبيعية تدهش العالم.. الأمطار تحول شواطئ إيران إلى مشهد خيالي وفي ليلة 19 مايو 2022، التقط المصوران الفلكيان الصينيان، أنجيل آن وشوتشانغ دونغ، عرضا مذهلا لأكثر من مئة "عفريت أحمر" فوق جبال الهيمالايا، بالقرب من بحيرة بومويونغتسو. وهذه التفريغات الكهربائية تنتج ومضات حمراء زاهية عالية فوق العواصف الرعدية. وفي هذا الحدث بالذات عام 2022، لاحظ العلماء 16 نفاثة ثانوية نادرة، بالإضافة إلى أول حالة مسجلة في آسيا لتوهج أخضر في قاعدة الغلاف الأيوني، وهي طبقة من الغلاف الجوي تحتوي على تركيز عال من الأيونات تقع على ارتفاع يتراوح بين 80 و1000 كيلومتر فوق سطح الأرض. وكتب العلماء في الدراسة الجديدة: "ما يقارب نصف هذه الأحداث شملت عفاريت حمراء راقصة، مع 16 نفاثة ثانوية غير شائعة، بالإضافة إلى أربع حالات على الأقل من التوهجات الخضراء النادرة للغاية المسماة الأشباح، والتي لوحظت بعد العفاريت الحمراء المرتبطة بها". ونشرت النتائج في مجلة Advances in Atmospheric Sciences، وكشفت عن القوة الدافعة وراء هذا العرض المذهل للعفاريت الحمراء. وقال الدكتور "قاوبنغ لو"، المؤلف المشارك في الدراسة من الأكاديمية الصينية للعلوم: "كان هذا الحدث استثنائيا حقا". إقرأ المزيد مركبة كيوريوسيتي تلتقط سحبا متلألئة تزين سماء المريخ في ظاهرة فريدة وفي البحث الأخير، قام العلماء بتحليل صور الحدث لفهم تفريغات البرق التي أدت إلى هذه الظاهرة. ونظرا لعدم وجود طابع زمني دقيق لتحليل الصور ومقاطع الفيديو الخاصة بالحدث، طور الفريق طريقة مبتكرة لمزامنة وقت الفيديو باستخدام مسارات الأقمار الصناعية وتحليل مجال النجوم. وباستخدام هذه الطريقة، تمكنوا من تحديد الأوقات الدقيقة لحدوث الأشباح الحمراء وربطها بالتفريغات البرقية التي تسببت فيها. وبناء على التحليل، وجد العلماء أن العفاريت الحمراء نتجت عن صواعق برق إيجابية ذات تيار ذروة هائل (تحمل كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية في وقت قصير) من السحب إلى الأرض داخل نظام حمل حراري ضخم امتدت مساحة سحابه لأكثر من 200 ألف كيلومتر مربع. وأشار العلماء إلى أن تفريغات البرق التي أدت إلى العفاريت الحمراء نشأت من نظام حمل حراري امتد من سهل الغانج إلى سفوح التبت الجنوبية. وقال الدكتور لو: "هذا يشير إلى أن العواصف الرعدية في منطقة جبال الهيمالايا لديها القدرة على إنتاج بعض التفريغات الكهربائية الأكثر تعقيدا وكثافة في الغلاف الجوي العلوي على الأرض". ووفقا للعلماء، تشير النتائج إلى أن العواصف في المنطقة قد تولد هياكل تفريغ أكثر تعقيدا مثل الأشباح الحمراء. المصدر: إندبندنت

روسيا اليوم

٠٧-٠٣-٢٠٢٥

• روسيا اليوم

لأول مرة.. طباعة عضو ذكري للخنازير يعيد لها القدرة التناسلية!

وأظهرت الدراسة، التي أجراها علماء من الصين والولايات المتحدة واليابان، تحسنا ملحوظا في الأداء التناسلي للحيوانات الخاضعة للتجربة، حيث ارتفعت معدلات الخصوبة بين الخنازير من 25% إلى 100% بعد خضوعها للجراحة. وفي الدراسة، اعتمد العلماء على تطوير نموذج للجسم الكهفي، وهو النسيج الإسفنجي في عمود العضو الذكري المسؤول عن الانتصاب. ومن خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد، تم إنشاء سقالة (هيكل داعم) تعتمد على هلام مائي يتمتع بالمرونة والقوة الكافية لتحمل الضغط الداخلي عند امتلائه بالدم. وبعد تصنيع السقالة، قام الفريق بتطعيمها بخلايا بطانية مأخوذة من الأوعية الدموية للخنازير والأرانب، وهي الخلايا التي تلعب دورا حاسما في تنظيم تدفق الدم واستعادة الوظيفة الطبيعية للأوعية الدموية. واختبر العلماء التقنية الجديدة على مجموعتين من الحيوانات، إحداهما تلقت الغرسة الحيوية بدون خلايا بطانية، والأخرى حصلت على الغرسة مع الخلايا البطانية. وأظهرت النتائج أن المجموعة التي تلقت الغرسة مع الخلايا سجلت تحسنا ملحوظا في وظيفة الانتصاب، اقتربت من نتائج الحيوانات السليمة، بينما كانت استجابة المجموعة الأخرى أقل فعالية. إقرأ المزيد روسيا.. نجاح عملية زرع حالب معدل وراثيا في خنزير كما لوحظ أن الخنازير التي خضعت للزراعة أظهرت مستويات منخفضة من الالتهاب بعد الجراحة، ومع تحلل سقالة الهيدروجيل (الهلام المائي) تدريجيا، تشكلت أنسجة جديدة في موقع العيب، ما ساعد في استعادة الأداء الطبيعي للجسم الكهفي. وعند السماح للخنازير بالتزاوج بعد أسابيع قليلة من الجراحة، ارتفعت معدلات الحمل من 25% إلى 75% في المجموعة التي تلقت الغرسة بدون خلايا كهفية، بينما وصلت إلى 100% بين الخنازير التي تلقت الغرسة مع الخلايا البطانية، ما يشير إلى استعادة الخصوبة والقدرة على القذف. ويؤكد العلماء، بقيادة المهندس البيولوجي تشينشينغ وانغ من جامعة جنوب الصين للتكنولوجيا، أن هذه النتائج تعزز التطبيقات السريرية للجسم الكهفي الحيوي في علاج إصابات العضو الذكري، كما تدعم تطوير الأعضاء النسيجية الاصطناعية المطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد. ويفتح هذا الإنجاز آفاقا في علاج ضعف الانتصاب لدى البشر، كما يمكن أن يساهم في تطوير أعضاء صناعية أخرى غنية بالأوعية الدموية، مثل القلب. وعلى الرغم من التقدم المحرز، لا يزال العلماء يواجهون تحديات تتعلق بتطوير مواد زرع تدعم تجديد الأعصاب وتتكامل بفاعلية مع مجرى البول والشبكات الوعائية للمضيف. نشرت الدراسة في مجلة Nature Biomedical Engineering. المصدر: ساينس ألرت