حصاد الماء من الهواء.. إنجاز جديد في سجلات «المواد المعجزة»
اكتشف باحثون من معهد “هيلمهولتز-زينتروم دريسدن-روسيندورف” وجامعة دريسدن للتكنولوجيا بألمانيا، كيف تمتص بعض المواد المسامية الدقيقة، والتي تسمى الأطر المعدنية العضوية الهرمية (MOFs)، الماء على المستوى الذري، وتم نشر ذلك في مجلة (أبلايد ماتريال آند
وهذه المواد، التي تم اكتشافها منذ حوالي 25 عاما، بواسطة عمر ياغي، وهو عالم كيمياء أمريكي من أصل أردني، مولود في عمان عام 1965، معروفة بخصائصها الاستثنائية، لذلك تعرف بـ”المواد المعجزة”، فهي تمتلك مسامية عالية، تشبه مسام إسفنجة المطبخ، وتقدم مجموعة واسعة من التطبيقات المحتملة بدءا من تخزين الغاز إلى الحفز الكيميائي، وأجهزة الاستشعار، وفي الدراسة الجديدة تم إضافة فائدة جديدة، وهي تجميع المياه من الغلاف الجوي.
وخلال الدراسة قام الفريق بتصنيع اثنين من هذه المواد القائمة على معادن “الزركونيوم” و”الهافنيوم”، وقاموا بالتحقق من كمية النيتروجين أو بخار الماء التي يمكن أن تحتويها المسام، وبحثوا على وجه التحديد في آلية امتصاص الماء، وهو جانب لم يتم فهمه جيدا من قبل.
وباستخدام تقنية تسمى التحليل الطيفي لمدى الحياة لفناء البوزيترون (PALS)، لاحظ الباحثون التفاعل بين البوزيترونات والإلكترونات في فراغات المادة (الثقوب النانوية)، ووجدوا أن امتصاص الماء في الهياكل المعدنية العضوية يحدث خطوة بخطوة، بما في ذلك تكوين جسور ومجموعات سائلة على سطح المسام، مما يؤثر على عملية الامتزاز.
وتقدم هذه النتائج رؤى جديدة حول كيفية التقاط الأطر العضوية المعدنية للمياه من الهواء، وهو أمر بالغ الأهمية في المناطق القاحلة، حيث يمكن للأطر العضوية المعدنية أن تلتقط جزيئات الماء من الغلاف الجوي، ومن خلال تطبيق الحرارة أو تقليل الضغط، يتم تحرير المياه المجمعة للاستخدام.
وفي حين أن الأطر العضوية المعدنية تبدو واعدة، فإن توسيع نطاق حصاد المياه يتطلب أساليب إنتاج صديقة للبيئة وفعالة من حيث التكلفة، ولمعالجة هذه المشكلة، يؤكد الفريق على الحاجة إلى إجراءات التوليف الأخضر باستخدام الماء كمذيب، واستهلاك أقل للطاقة، وإعادة تدوير مواد النفايات لإنتاج الأطر العضوية المعدنية.
aXA6IDE5Mi4yNTAuMjM5LjExMCA= جزيرة ام اند امز
