ساعات مضادة للرصاص وبطاريات رقيقة من قماش إلكتروني

تعتبر الرقائق الحاسوبية من أعقد الأجسام التي صنعها الإنسان على الإطلاق، فتصنيع رقاقة بنتيوم واحدة تتضمن حتى 5000 خطوة من الطلاء والحفر والتلميع بينما يتم تكديس 25 طبقة من المعدن والطبقات العازلة في رقاقة السليكون. لكن جون مالاتابيس، من مختبرات هيوليت- باكارد (إتش بي) في بالو ألتو بولاية كاليفورنيا الأميركية، يتصور مستقبلاً مختلفاً، يتم فيه إنتاج الإلكترونيات بكميات تجارية ضخمة كما يتم إنتاج القماش أو الصحف.

تصور صفيحة بلاستيكية بعرض 90 سنتيمترا مغطاة بطبقات رقيقة من المعدن وشبه الموصل ملفوفة على أسطوانة كرتونية، تنشر كما ينشر القماش في مصنع الخياطة، لتدخل تحت آلة طباعة تدمغها بملايين الترانزستورات والمكثفات والأقطاب والأسلاك. ثم تمر الصفيحة ذاتها بعد ذلك عبر محول كيميائي مثل ذلك المستخدم في عملية حفر الأكليشيهات لإتمام عملية الطباعة. وبعد انتهاء تصنيعها تلف الصفيحة البلاستيكية ثانية حول أسطوانة كرتونية، لتصبح منتجاً جاهزاً تستخدم لاحقاً كصفيحة من خلايا الطاقة الشمسية يمكن نشرها وقصها على مقاس سطح المنزل أو كشاشة تلفزيونية مرنة يمكن طيها ورفعها كالستارة على الجدار.

ويعمل مالتابيس على تطوير هذه التقنية لصنع شاشات كمبيوتر مرنة ورقيقة بسماكة الورق. وهو يعتقد أن إمكانية تصنيع منتجات إلكترونية فائقة المرونة وعالية المتانة بتكلفة زهيدة بهذه الطريقة من شأنها أن تحدث تغييراً جذرياً في المعادلة الاقتصادية وقيود التكلفة المعقولة التي تحدد ما يمكن تصنيعه تجارياً في عالم الإلكترونيات عموماً.

ويقول مالتابيس: هناك أجهزة لا يمكننا حتى تخيلها الآن. يمكنك نشر المجسات الذكية في كل مكان بالعالم. فكر مثلاً بتغليف أنابيب المياه في بيتك بمادة ذكية تستشعر درجة حرارتها وتخبرك عندما تكون الأنابيب على وشك التجمد، وتقوم بتدفئتها لمنع تجمدها.

أو فكر مثلاً بضمادات طبية ذكية تستشعر الالتهاب في الجرح وتفرز الدواء المطلوب. أو بورق جدران مضيء، تشتريه من متاجر الأثاث المنزلي، يغير لونه ودرجة سطوعه بضغطة زر.

ومن الأدوات الذكية التي يتم تطويرها بتمويل من القوات المسلحة الأميركية ساعة يد أطلق عليها اسم ساعة ديك تريسي، يرتديها الجندي في معصمه لتزوده بالاتصالات وصور الأقمار الصناعية والخرائط الأرضية المتطورة على غرار خرائط غوغل إيرث. وعن متانة هذه الساعة الأسطورية، التي يتم تطويرها في مركز الشاشات المرنة بجامعة ولاية أريزونا الأميركية، يقول مالتابيس يفترض أنك إذا أطلقت على هذه الساعة رصاصة، سيبقى كل شيء فيها يعمل بشكل طبيعي، باستثناء الجزء الذي اخترقته الرصاصة.

وفي المناطق التي لا تصل إليها الكهرباء في البلدان النامية، تستخدم الآن مولدات صغيرة تعمل على الوقود أو على الطاقة الشمسية لشحن الهواتف المتحركة و أحياناً لشحن الأضواء الإلكترونية الصغيرة، كما يقول سانديب تيواري، باحث النانو تكنولوجي في جامعة كورنيل الأميركية الذي يكرس بعض وقته لتطوير تقنيات مصممة خصيصاً للعالم النامي.

خفض التكلفة

من شأن هذا النوع من القماش الإلكتروني أن يخفض تكلفة تصنيع البطاريات أيضاً. ويقوم ياي كوي، خبير التكنولوجيا المصغرة في جامعة ستانفورد بولاية كاليفورينا الآن بطباعة بطاريات تجريبية على الورق والقماش، باستخدام أحبار تحتوي على أنابيب كربونية نانومترية وغبار يحتوي على الليثيوم. وقد تتمكن هذه التقنية بالتحديد من التغلب على مشكلة كبيرة في مجال الطاقة. فلطالما رغب الباحثون بتخزين الكهرباء التي تنتجها طواحين الرياح ووحدات الطاقة الشمسية خلال النهار، لاستخدامها أثناء الليل لكن ارتفاع تكلفة بطاريات الليثيوم المستخدمة حالياً يشكل عائقاً اساسياً أمام هذه الإمكانية.

ويقول الخبراء ان تقنيات تصنيع الرقائق الإلكترونية المرنة ربما تطلق أيضاً شرارة ثورة بيئية جديدة، بإنتاج خلايا شمسية مطبوعة فائقة المرونة ومتدنية التكلفة على نحو يسمح بنشرها على نطاق واسع في البلدان النامية، مما سيوفر عنصراً محفزاً أساسياً للاقتصادات الصغيرة الناشئة في الأماكن البعيدة عن الشبكات الكهربائية.