تعتمد معظم إلكترونياتنا الحالية إما على بطاريات وإما على حاصدات طاقة مثل الألواح الشمسية، لكن مشكلتها كبر أحجامها ومحدوديتها؛ ولذا ابتكر باحثون تقنية جديدة تُدعى «كَنَّاس المعادن والهواء» (أو «ماس» اختصارًا) لتكون بَيْن بين: تشتغل بِفكّ الروابط الكيميائية وتشكيلها كالبطاريات، وبحصْد الطاقة مما في البيئة المحيطة من معادن وهواء.

وكانت النتيجة: مصدر طاقة أكثف بنحو 10 أضعاف من أفضل أجهزة التقاط الطاقة، و13 ضعفًا من بطاريات الليثيوم أيون، يتسنى استعماله في تشغيل المصابيح الموفرة ومستشعرات أجهزة الإنذار وما شابه، أو في تشغيل الروبوتات في المستقبل البعيد.

نشر الفريق بحثه في دورية «إيه سي إس إنرجي ليترز»، منوّهًا بأن الدافع إلى ابتكار التقنية كان: تقريب مصادر الطاقة من الترانزستورات التي هي عقول التقنيات؛ فالترانزستورات آخذة في الصغر حجمًا والكبر قدرةً، في حين أن البطاريات متى صغرت قلّت قدرتها بالضرورة، وتكبيرها غير عملي، لأن الوزن الإضافي سيستهلك الطاقة الإضافية.

وأشار جيمس بيكول، الأستاذ المساعد في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة بنسلفانيا، إلى أن ذلك التباين بين الأداء الحوسبي ومصادر الطاقة يعوق التقنيات والروبوتات الصغيرة التي في حجم الحشرات مثلًا، وأن انخفاض كثافة أجهزة التقاط الطاقة يجعلها أقل كفاءة حتى من البطاريات؛ وقال إن تقنية فريقه تحل هذه المشكلة بِخفّتها وعُلوّ كثافتها.

التقنية مكوَّنة من كاثود (مهبط) موصول بالتقنية التي تشغلها، وتحته شريحة جِلّ مائي هي بمنزلة الإلكتروليت الذي ينقل الإلكترونات بين الكاثود وسطح المعدن الذي هو هاهنا بمنزلة الأنود (مصعد)؛ وزوّدها الفريق أيضًا بسيارة صغيرة تجر الجل المائي لأكسدة السطح المعدني، تاركة خلفها طبقة صدأ مجهرية.

ولِعرض كفاءة التقنية، اختبرها الفريق على سطح ألومنيوم، بعدما زودها بخزان صغير لإبقاء الجل المائي رطبًا؛ لكن حتى مع وزن الخزان الإضافي وجدوا التقنية أكثف بنحو 13 ضعفًا من بطاريات ليثيوم أيون؛ مع الالتفات طبعًا إلى أن الكثافة تختلف باختلاف المعدن.

ولكثرة التطبيقات المحتمَلة للتقنية، أهلت فريق «ميتال لايت» للفوز بالمركز الأول (10 آلاف دولار) في مسابقة جامعة بنسلفانيا «جائزة واي،» إذ خطط لاستعمالها في إضاءة اللمبات الموفرة في منازل الدول النامية المحرومة من الكهرباء؛ وأما فريق «إم سكويرد» الفائز بالمركز الثاني (4,000 دولار) فيعتزم استعمالها في تشغيل أجهزة استشعار حاويات الشحن.

وقال بيكول «في المستقبل لن يكون على الروبوت المحتاج إلى طاقة إلا البحث عن بعض الألومنيوم ليأكله بتقنيتنا هذه، فينال من الطاقة ما يتيح له العمل حتى موعد الوجبة اللاحقة!»