Please reload

التدوينات الحديثة

مادة جديدة تجمع الماء من العدم وبدون استخدام الطاقة – حتى وإن كنا في ولاية أريزونا الصحراوية الجافة

 

باستطاعة كل كيلوجرام واحد من المادة الجديدة الهيكل الفلزي العضوي" MOF " أن تنتج 0.2 ليتر من الماء (7 أونصات) كل 24 ساعة – حتى في أريزونا الجافة.

 

 

 

مصدر الصورة: unsplash

 

على الأغلب إن قُرأ هذا الكلام من موطن أمريكي فإن الأمر يعتبر من المسلمات أنك إذا قمت بفتح

الصنبور في مطبخك سيتدفق الماء العذب، ولكن على الصعيد الآخر، العديد من الأشخاص يبنون منازلهم في

مناطق صحراوية، حيث يعد هذا مجرد حلم يستبعد أن يتحقق، إنما أنهم لا يزالون بحاجة إلى مصدر ماء

يعولون إليه، وجدت مادة جديدة تطور على أيدي فريق من جامعة كاليفورنيا، مدينة بيركيلي، هي بالضبط ما

سيوفر لهم هذ الترطيب، فالكيلو جرام الواحد من هذه المادة، مادة الهيكل الفلزي العضويqMOF ينتج 0.2 لتر (7أونصات) من الماء، أثناء التجربة التي دامت 24ساعة في ولاية أريزونا – ومن دون استخدام الطاقة.

 

ماء من العدم:

 

بنى الفريق في بادئ الأمر نموذج تجريبي لأداة حصاد الماء في العام الماضي، حيث استخدمت هذه الأداة

الحرارة الشمسية لانتقاء بخار الماء من الهواء، ولكنهم وسعوا نطاقها هذه الأيام، حيث وضعوا هذه الأداة في

الفناء الخلفي لمنزل ما في مجتمع سكني في ولاية أريزونا، وانتظروا لتكمل دورة كاملة على مدار 24 ساعة،

حيث توافقت النتائج مع ما تنبأ به الفريق عام 2017، حيث أنهم بعد ما قاموا بتشغيل نموذجهم الأولي في

التجارب الميدانية، تمكن الجهاز الجديد والذي هو أكبر حجماً من السابق، من انتاج مياه صالحة للشرب في

بيئات منخفضة الرطوبة جداً وبدون أي تكلفة تقريباً.

 

قال عمر باغي مؤلف مشارك في البحث "لا شيء مماثل لهذا" "وأنها تعمل في درجة الحرارة السائدة،

وتحت ضوء الشمس المحيطة، وبدون أي تدخل من طاقة إضافية، حيث ستمكنك من جمع الماء في الصحراء،

فسمحت لنا هذه الرحلة المنتقلة من المختبر- للصحراء بأن نحول أداة حصاد المياه من كونها ظاهرة مثيرة

للاهتمام لكونها عِلم"

 

أُجريت هذه التجربة في مدينة سكوتسديل، حيث تنخفض الرطوبة النسبية هنا من 40% في الليل إلى 8% اثناء

النهار، وهذا وفقاً لتقارير الفريق، وعلى الرغم من ذلك، فقد عملت أداة حصاد المياه، ووفقاً للفريق، فإنه

بالإمكان توسيعها ببساطة عن طريق إضافة المزيد من مادة الهيكل الفلزي العضوي "MOF"، وقد تم انتاج هذه المادة ذات المسامية العالية MOF-801 من الزركونيوم المعدني، ووفقاً للباحثين فإن بإمكان كيلوجرام واحد من هذه المادة( 2.2 رطل) أن يجمع حوالي 200مل ( حوالي 7أونصات ) من الماء لكل كيلوجرام ( 2.2رطل) من مادة الهيكل الفلزي العضوي "MOF".

 

ومن ناحية ثانية، يقول ياهجي أن الفريق كان يعمل أيضاً على هيكل فلزي عضوي جديد أطلق عليه اسم

MOF-303، وأنه يرتكز على الألمنيوم، وهذا ينبغي أن يمكن تكلفته بأن تكون أرخص بكثير من MOF-108

ويُقدر الفريق أنه سيكون أرخص ب150 مرة من المادة الأولى وبضعف الفعالية، وقد أظهرت الاختبارات

المعملية أن MOF-303 يمكن أن تنتج أكثر من 400 مليلتر (14 أونصة) من الماء يومياً لكل كيلوجرام من

مادة MOF -أي ما يعادل 3 أكواب.

 

وقال ياي "كان هناك اهتمام كبير لتسويق هذه المادة، وأن هناك العديد من الشركات الناشئة منغمسة بالفعل في

تطوير أداة حصاد المياه" "إن مادة الهيكل الفلزي العضوي"MOF" المرتكزة على الألمنيوم تعد مادة عمليةً لإنتاج الماء، كونها رخيص التكلفة"

 

إن الهياكل الفلزية العضوية "MOF" هي مواد صلبة، ولكن في الغالب هي مجوفة، كونها تقاطع عدد هائل من

القنوات الداخلية أو الثقوب، مما يمنحها مساحة سطحية فائقة، حيث لاحظ الفريق أن مكعب بحجم مكعب السكر

من هذه المادة يحتوي على سطح داخلي لما يقارب ستة من حقول كرة القدم.

 

وبسب هذه المساحة السطحية الفائقة، فإنهم يقومون بسهولة بحبس الغازات أو السوائل، فعند تسخينهم، يطلقون

السوائل، مما يسمح باسترجاعها بسهولة.

 

تتكون أداة حصاد المياه الخاصة بالفريق أساساً من صندوق موضوع في آخر، وتحوي قوالب البنية الداخلية

على سطح بمقاس2 قدم مربع من منصات "MOF "  وتكون مفتوحة للهواء لتمتص الرطوبة، وبالنسبة للصندوق الخارجي فهو بمقاس 2 قدم، وقد بُني من البلاستك الشفاف، ويتم ترك الجزء العلوي مفتوح ليلاً للسماح بتدفق الهواء الرطب، وجعله يلامس ال"MOF " ويتم اغلاقه خلال الليل لتسخين المادة، وبالتالي تطلق المخزنة، وتخزن هذه المياه في داخل الصندوق الخارجي، وتقطر في القاع، ثم يتم جمعها.

 

المياه وعلى الرغم من عدم ملاءمته ليطبق تجارياً (فعلى سبيل المثال، قد اضطر الفريق الى حصاد المياه باستخدام ماصة)، إلا أنه عمل بشكل رائع كأداة لإثبات المفهوم، حيث يمكن أن تقود إلى حصاد مياه غير مكلفة وموثوق بها، لتستخدم في المناطق الصحراوية، وأيضاً أنها ستلتقط المياه في حال انخفاض مستويات الندى، وهذا حسبما لاحظ الفريق.

 

 

ويخطط الفريق لإجراء الاختبارات على مادة الهيكل الفلزي العضوي الخاصة بهم، والمرتكزة على الألمنيوم

في وقت لاحق هذا الصيف، وهذا في حديقة وادي الموت الوطنية، لرؤية آداها في تلك المنطقة ذات الحرارة

الفوق متوسطة.

 

وقد تم نشر الورقة البحثية “الإنتاج العلمي للمياه من الهواء الصحراوي في مجلة “Science Advances"

المصدر

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload

تابعنا
ابحث بالتاق
Please reload

الارشيف
  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

Riyadh, Saudi Arabia

  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

الرياض، المملكة العربية السعودية