الأقطاب الكهربائية هي أجهزة خاصة تسمح بتدفق الكهرباء من نقطة إلى أخرى. كما تسمح أيضًا لأجزاء صغيرة من المادة تسمى الإلكترونات بالتدفق من أحد شيئين مختلفين. على سبيل المثال، آلة الرقم الهيدروجيني تحتوي البطارية على طبقة رقيقة من مركبات معينة تجذب أيونات الليثيوم المشحونة. وتحيط بهذه الطبقة الرقيقة سائل خاص يسمى الإلكتروليت الذي يحرك هذه الجسيمات المشحونة.
عندما يضع العلماء قطبًا انتقائيًا لأيونات الليثيوم في عينة سائلة، يمكنهم تحديد عدد أيونات الليثيوم الموجودة في هذا السائل. وهذا مفيد بشكل خاص لأنه يسمح لهم بمعرفة كمية الليثيوم الموجودة في مادة ما (مثل الدم أو الماء). يمكن أن تكون هذه المعرفة مفيدة في الكثير من المواقف المهمة للغاية، على سبيل المثال، قياس ما إذا كان شخص ما يتلقى الجرعة الصحيحة من الدواء.
لكن أداة قياس الرقم الهيدروجيني لا يخلو هذا الجهاز من العيوب. ومن العيوب أنه لا يمكنه اكتشاف أيونات الليثيوم إلا فقط، وبالتالي لا يمكنه العثور على أيونات مهمة أخرى مثل الكالسيوم أو المغنيسيوم. وهذا يعني أنه لا يمكن للعلماء استخدامه للحصول على صورة كاملة لما هو موجود في أي عينة سائلة. قد تحتاج إلى استخدام أدوات أخرى بالتوازي للعثور على معلومات أكثر فائدة.
العيب الثاني هو أن القطب الانتقائي لأيون الليثيوم يجب أن يمر بعملية دقيقة لمعايرة القطب الانتقائي لأيون الليثيوم وصيانته حتى يعود بقراءات دقيقة. هذا الاختبار يستغرق وقتًا طويلاً ومكلفًا، خاصة في المصانع الكبيرة حيث يتم إجراء آلاف الاختبارات يوميًا. بعبارة أخرى، يمكن أن تساعد هذه الأداة ولكنها تضيف أيضًا المزيد من العمل للتأكد من استخدامها بشكل صحيح.
أحد التطبيقات المتخصصة للأقطاب الكهربائية هي الأقطاب الكهربائية الانتقائية لأيونات الليثيوم والتي تستخدم لقياس مستويات الليثيوم لدى المرضى الذين يتلقون علاج الليثيوم لاضطراب ثنائي القطب في الطب. وهذا أمر بالغ الأهمية لأنه يسمح للأطباء بالتأكد من وصف الجرعة الصحيحة للمرضى. إذا كان هناك الكثير من الليثيوم في جسم المريض، فقد تكون هناك آثار جانبية؛ وإذا كان هناك القليل جدًا، فقد لا يساعد ذلك في حالته. وبالتالي، من الضروري الاستمرار في مراقبتهم باستمرار.
في الصناعة، تساعد أقطاب الليثيوم أيون الانتقائية أيضًا في إنشاء بطاريات ليثيوم أيون. نستخدم شحن هذه البطاريات لتشغيل العديد من أجهزتنا الإلكترونية اليومية، مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وحتى السيارات الكهربائية. يمكن تحقيق بطاريات عالية الأداء ومتينة من خلال الحفاظ على تركيزات أيونات الليثيوم عند مستوى مناسب، وهو ما لا يمكن أن يحدث إلا بالقياس الدقيق. يجب أن يكون محتوى الليثيوم أثناء الإنتاج مناسبًا تمامًا وإلا فقد لا تعمل البطاريات الناتجة كما هو مقصود.
وهناك فكرة أخرى مغرية تتمثل في إنتاج أقطاب كهربائية أصغر حجماً وأكثر قابلية للحمل. وسوف تكون الأجهزة الأحدث والأصغر حجماً أكثر قابلية للحمل وأسهل في التشغيل، وبالتالي قد تكون مفيدة في السيناريوهات الطبية. على سبيل المثال، قد يحمل المرضى أجهزة صغيرة محمولة لقياس مستويات الليثيوم لديهم في المنزل، مما يلغي الحاجة إلى الذهاب إلى عيادة الطبيب. وهذا من شأنه أن يمكن المرضى من مراقبة صحتهم عن كثب.
جميع الحقوق محفوظة لشركة Shanghai Labtech Co.,Ltd.