علماء يبتكرون مادة تجعل ماء البحر صالحا للشرب خلال دقائق
علماء يبتكرون مادة تجعل ماء البحر صالحا للشرب خلال دقائق
- البحر
- مياه البحر
- تحلية مياة البحر
- الشمس
- الأطر العضوية
- البحر
- مياه البحر
- تحلية مياة البحر
- الشمس
- الأطر العضوية
التكنولوجيا التي يمكنها تحويل مياه البحر المالحة أو المياه قليلة الملوحة إلى مياه شرب آمنة ونظيفة لديها القدرة على تحويل حياة ملايين الأشخاص في جميع أنحاء العالم، وهذا هو سبب انشغال العديد من العلماء بالعمل في مشاريع للقيام بذلك.
الآن، قد يكون ابتكار جديد طوره علماء في أستراليا هو الأكثر نجاحًا حتى الآن، حيث يستخدم الباحثون مركبات الإطار المعدني العضوي (الأطر العضوية المعدنية) "MOF" جنبًا إلى جنب مع ضوء الشمس لتنقية المياه في نصف ساعة فقط، باستخدام عملية أكثر كفاءة من التقنيات الموجودة، بحسب موقع "science alert" العلمي.
الأطر العضوية المعدنية هي أنظمة بللورية بالغة الترتيب، تتكون من عقد فلزية تربطها وصلات عضوية على شكل ربيطات تكون بذلك هياكل مسامية لها مساحة أسطح فائقة، ويمكن أن نحصل نتيجة هذا الارتباط على شبكات ثنائية الأبعاد أو ثلاثية الأبعاد ببعض الضافات الأخرى، ويمكن تركيب هذا النظام الجديد على الأنابيب وأنظمة المياه الأخرى لإنتاج مياه شرب نظيفة.
التقنية الجديدة رخيصة الثمن ومستقرة وقابلة لإعادة الاستخدام وتنتج المياه التي تلبي معايير منظمة الصحة العالمية لتحلية المياه، ويمكن إنتاج حوالي 139.5 لترًا من المياه النظيفة يوميًا من خلالها، بناءً على الاختبارات المبكرة التي قامت عليها الدراسة المنشورة في مجلة Nature Sustainability.
بعد أربع دقائق فقط من التعرض لأشعة الشمس، تطلق المادة كل أيونات الملح التي امتصتها المياه، وتصبح جاهزة للاستخدام مرة أخرى، ويقول الفريق الذي يقف وراء العملية الجديدة إنه يوفر العديد من التحسينات على طرق تحلية المياه الحالية.
يقول المهندس الكيميائي هانتنج وانج من جامعة موناش: "عمليات التحلية الحرارية عن طريق التبخر كثيفة الطاقة، والتقنيات الأخرى، مثل التناضح العكسي، لها عدد من العيوب، بما في ذلك الاستهلاك العالي للطاقة والاستخدام الكيميائي في تنظيف الأغشية وإزالة الكلور".
وأضاف "ضوء الشمس هو مصدر الطاقة الأكثر وفرة وتجددًا على وجه الأرض، وتطويرنا لعملية تحلية جديدة قائمة على استخدام ضوء الشمس للتجديد يوفر حلاً موفرًا للطاقة ومستدامًا بيئيًا لتحلية المياه".
وأنشأ الباحثون إطارًا عضويًا جديدًا يسمى PSP-MIL-53، يتكون جزئيًا من مادة تسمى MIL-53، معروفة بالفعل بطريقة تفاعلها مع الماء وثاني أكسيد الكربون، وفي حين أنه ليس بأي حال من الأحوال أول بحث يقترح فكرة استخدام غشاء MOF لتنظيف الملح من مياه البحر والمياه قليلة الملوحة، فإن هذه النتائج ومادة PSP-MIL-53 التي تقف خلفها ستمنح العلماء الكثير من الخيارات لاستكشافها.
وفقًا لمنظمة الصحة العالمية، يفتقر حوالي 785 مليون شخص على مستوى العالم إلى مصدر نظيف لمياه الشرب، ومع استمرار أزمة المناخ ، تزداد هذه المشكلة سوءًا، ونظرًا لأن المياه المالحة تشكل حوالي 97 % من المياه على هذا الكوكب، فهذا مورد كبير غير مستغل لمياه الشرب الواهبة للحياة، لذا يجب إيجاد حلول مثل PSP-MIL-53 لجعلها مناسبة وآمنة للاستخدام البشري.
ليس من الواضح مدى قرب الباحثين من وضع نظامهم في شكل عملي عملي، لكن من المشجع أن نرى نهجًا آخر يتم اختباره، إلى جانب تلك التي تستخدم الضوء فوق البنفسجي، ومرشحات الجرافين، وأشعة الشمس والهيدروجيل، ويبحث العلماء حتى في طرق لسحب الماء من الهواء الرقيق.
وتابع وانج: "يوفر عملنا طريقًا جديدًا مثيرًا لتصميم المواد الوظيفية لاستخدام الطاقة الشمسية لتقليل الطلب على الطاقة وتحسين استدامة تحلية المياه، ويمكن لهذه الأطر العضوية المعدنية المستجيبة لأشعة الشمس أن تعمل بشكل أكبر من أجل وسائل منخفضة الطاقة وصديقة للبيئة لاستخراج المعادن من أجل التعدين المستدام والتطبيقات الأخرى ذات الصلة".
