جون بانتوجا، جائزة العالِم الشاب، الجمعية العامة والمنتدى العلمي للاتحاد الدولي لعلوم الراديو، 2020

John Pantoja, Young scientist Award, URSI GASS 2020

يشغل الدكتور جون بانتوجا منصب باحث رئيسي في مجال الطاقة العالية لدى مركز بحوث الطاقة الموجّهة في معهد الابتكار التكنولوجي. وكان أعدّ بحثاً بعنوان "نموذج لتقدير التمزق الجزئي للأقمشة المحبوكة (ريب ستوب) الموصلة للكهرباء"، حيث قدّم في هذا البحث أسلوباً مبتكراً لتقدير آثار نبضات التيار الكهربائي الشديد على الأقمشة الموصلة للكهرباء، وذلك ضمن الجهود التي تهدف لتطوير أنظمة خفيفة للحماية من الصواعق. ففي عصرنا هذا، تعاني الدول التي تتعرض لضربات الصواعق بشكل كبير، مثل الهند ومالاوي، من معدّل وفيات يبلغ ألف وفاة سنوياً بسبب الصواعق. ويعتبر كل من القوات العسكرية والمزارعين والسكان المحليين وعمّال الحقول الزراعية من أكثر الناس عرضة لهذه الصواعق، ففي كولومبيا على سبيل المثال، يتوفى جندي واحد ويصاب 3 آخرون كل شهر بالمعدّل بسبب ضربات الصواعق. قام جون وفريق الباحثين في هذه الدراسة باستكشاف هذا الجانب الجديد الذي توفّره الأقمشة الموصلة للكهرباء، وقيّموا استخدامها في المآوي المتنقلة للحماية من الصواعق، والتي يمكنها الحدّ من خطر تعرض  الأشخاص الذين يعملون في الهواء الطلق لحوادث الصواعق .

يعتمد الأسلوب المقترح في البحث على شدّة تدفق الطاقة، وهي وحدة تستخدم في العادة لقياس قوّة تمزّق الأسلاك، بالإضافة إلى دائرة كهربائية متكافئة جديدة لتمثيل الخيوط المحبوكة الموصلة للكهرباء ومقاومة التيار عند نقاط تلامسها. يمكن هذا النموذج الجديد من تقدير شدّة التيار الضرورية لصهر أو تمزيق الطبقة الموصلة للكهرباء عند نقاط تلامس خيوطها، حيث يتم تركيز شدّة الطاقة. يتم التحقق من هذا الأسلوب من خلال نتائج التجارب على الأقمشة المحبوكة (ريب ستوب)؛ كما أن هذا البحث يوفر الإطار لتحليل أنواع مختلفة من الأقمشة، حيث يمكن استخدام ذلك لتطوير وسائل حماية مبتكرة وخفيفة الوزن.

يظهر أدناه صور مجهرية لعيّنة من القماش الموصل للكهرباء قبل (يسار) وبعد (يمين) تعرّضه لتيار كهربائي شديد.

John Pantoja, Young scientist Award, URSI GASS 2020

الشكل 1. القماش بعد تعرضه لتيار كهربائي تبلغ شدّته 0.9 كيلوأمبير: أ) صورة لعيّنة مساحتها 10 سم × 10 سم و ب) صورة مجهرية تُظهر فقدان الطبقة الموصلة للكهرباء عند نقاط التلامس.

شاهد العرض التقديمي عن البحث.