ابتكار ثوري يحوّل الوقود الأحفوري إلى بلاستيك وأدوية باستخدام الضوء

وتمثّل هذه التقنية خطوة متقدّمة نحو تحقيق صناعة كيميائية أكثر استدامة ونظافة، إذ تعمل في درجة حرارة الغرفة، وتقلّل بشكل كبير من استهلاك الطاقة والانبعاثات المرتبطة بالإنتاج الكيميائي التقليدي.
ويُتوقع أن تحدث هذه الطريقة، التي تعتمد على التحفيز الضوئي بدلا من الحرارة، تحوّلا جذريا في الصناعات التي تستخدم الأرينات – وهي مركّبات كيميائية توجد في الوقود الأحفوري – مثل صناعات البلاستيك و الأدوية وال مواد المتخصصة.
وقاد أستاذا الكيمياء، غاريت مياكي وروبرت باتون، فريق البحث، وصمّما نظاما تحفيزيا يحاكي آلية التمثيل الضوئي في النباتات، حيث يُسلّط الضوء المرئي على المركّبات الكيميائية فيحفّز التفاعلات المطلوبة دون اللجوء إلى الحرارة أو ال مواد التفاعلية القوية، ما يجعل العملية أكثر أمانا وكفاءة. وتُجرى هذه التفاعلات داخل مركز تحفيز الأكسدة الضوئية المستدامة (SuPRCat) التابع لل جامعة.
وقال مياكي: "لقد شكّلنا فريقا من الكيميائيين المتخصصين لبناء مستقبل أكثر استدامة. العالم يواجه سباقا مع الزمن، ولا بد من تطوير تقنيات بديلة قبل أن تؤدي ممارساتنا الحالية إلى عواقب لا رجعة فيها".
ومن أبرز خصائص هذا النظام الجديد قدرته على استخدام فوتونين – أي جسيمي ضوء – بشكل متزامن. ففي حين لا يمتلك فوتون واحد طاقة كافية لتحفيز بعض التفاعلات، فإن استخدام فوتونين يوفّر الطاقة اللازمة لفكّ الروابط الجزيئية القوية، وهو ما يُعرف بـ"الاختزال الفائق".
وأوضح مياكي: "هذه الطريقة تعدّ الأكثر كفاءة حاليا لاختزال الأرينات – مثل البنزين – وهي تفاعلات يصعب تنفيذها وتتطلب طاقة عالية بسبب قوة الروابط الأصلية".
وقد نجح الفريق في اختبار هذه التقنية على الهيدروكربونات العطرية، التي تُعرف بثباتها الكيميائي (مركّبات عضوية تتكوّن فقط من الكربون والهيدروجين، وتتميّز باحتوائها على حلقة بنزين واحدة أو أكثر في تركيبها)، وأثبت النظام فاعليته في تحويلها إلى مركّبات صناعية قابلة للاستخدام.
ولا تقتصر فوائد هذه التقنية على خفض استهلاك الطاقة والانبعاثات، بل تشمل أيضا تقليل تكاليف الإنتاج، إذ تُنفّذ التفاعلات في درجة حرارة الغرفة، ما يلغي الحاجة إلى التسخين أو الضغط أو كواشف خطرة. ويمكن استخدام هذه الطريقة في إنتاج الأدوية والبلاستيك والأسمدة، وحتى في تفكيك مركبات PFAS السامة المعروفة بـ"ال مواد الكيميائية الأبدية".

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

نافذة على العالم

منذ 6 ساعات

• نافذة على العالم

أخبار التكنولوجيا : دراسة: حرائق الغابات تهدد جودة المياه لمدة تصل إلى ثمانى سنوات بعد احتراقها

الأربعاء 25 يونيو 2025 08:30 صباحاً نافذة على العالم - كشف دراسة حديثة، أنه بعد سنوات من احتراق الغابات تستمر الملوثات التى تُخلّفها في تسميم الأنهار والجداول في غرب الولايات المتحدة، لفترة أطول بكثير مما توقعه العلماء. ووفقا لما ذكره موقع "phys"، حلّلت دراسة نُشرت فى مجلة Communications Earth & Environment جودة المياه فى أكثر من 500 مستجمع مائى فى غرب الولايات المتحدة، وهى أول تقييم واسع النطاق لجودة المياه بعد حرائق الغابات. قاد البحث علماء من المعهد التعاوني لأبحاث العلوم البيئية (CIRES) بجامعة كولورادو بولدر، وقالت كارلى بروكر، الباحثة الرئيسية وطالبة الدكتوراه السابقة في تقييم المياه بجامعة كولورادو بولدر وغرب الولايات المتحدة: "كنا نحاول دراسة الاتجاهات الملحوظة في جودة المياه بعد حرائق الغابات في جميع أنحاء غرب الولايات المتحدة، للمساعدة في توجيه استراتيجيات إدارة المياه استعدادًا لآثار حرائق الغابات". أظهرت النتائج أن الملوثات مثل الكربون العضوي والفوسفور والنيتروجين والرواسب يمكن أن تُؤدي إلى تدهور جودة المياه لمدة تصل إلى ثماني سنوات بعد الحريق، ويمكن لمديري المياه استخدام هذه البيانات لمساعدتهم في التخطيط للمستقبل والاستجابة المناسبة عند اندلاع حرائق الغابات. كان بن ليفني، زميل المعهد الدولي للدراسات الاستراتيجية (CIRES) ومدير تقييم المياه في الغرب، الباحث الرئيسي والباحث المشارك في الدراسة، يركز جزء كبير من أبحاثه على علم المياه، أو إمدادات المياه، على نطاق قاري، وعندما أدرك أنه يمكنه استخدام النهج نفسه لفهم الاتجاهات واسعة النطاق في جودة المياه، تحمس لاختبار هذه الطريقة. قال ليفني، الأستاذ المشارك في قسم الهندسة المدنية والبيئية والمعمارية: "هناك الكثير من العمل، على سبيل المثال، في التقييم الوطني للمناخ والهيئة الدولية المعنية بتغير المناخ، والذي تناول التغيرات في إمدادات المياه العالمية". وأضاف، "لكن هذه التقييمات تشير إلى هذه الفجوة في تقييمات جودة المياه على نطاق قاري، بينما كان أشخاص مثلي في مجال علم المياه الفيزيائية يفكرون في تحديات النطاق القاري منذ فترة." يعلم الباحثون منذ فترة طويلة أن رماد الحرائق وتدمير التربة يساهمان في تدهور جودة المياه، ومع ذلك، اقتصرت الأبحاث السابقة إلى حد كبير على دراسات الولايات والبلديات، حيث تختبر المدن والبلدات جودة المياه في الجداول والأنهار المحلية بعد الحرائق الكبيرة. لكن في الدراسة الجديدة، حلل الفريق أكثر من 100,000 عينة مياه من 500 موقع، نصفها من أحواض أنهار محترقة ونصفها الآخر من أحواض غير محترقة. وقاموا بقياس مستويات الكربون العضوي والنيتروجين والفوسفور والرواسب، ولفهم التأثيرات الناجمة عن حرائق الغابات، بنى الفريق نماذج قائمة على البيانات لقياس مقدار تغير الملوثات في كل حوض قبل الحرائق وبعدها. وفي الخطوة الأخيرة، جمعوا البيانات لإيجاد المتوسط عبر الأحواض المحترقة لكل سنة قبل الحرائق وبعدها، ثم قارنوها بالأحواض غير المحترقة. أظهرت النتائج أن مستجمعات المياه تستغرق وقتًا أطول للتعافي بعد حرائق الغابات مما وجدته الدراسات السابقة. ويرتفع الكربون العضوي والفوسفور والعكارة بشكل ملحوظ في أول سنة إلى خمس سنوات بعد الحريق، ويُظهر النيتروجين والرواسب زيادات ملحوظة تصل إلى ثماني سنوات بعد الحريق.

نافذة على العالم

منذ 8 ساعات

• نافذة على العالم

أخبار التكنولوجيا : قمر وكالة الفضاء الأوروبية يصدر أول مشاهد للأرض من مداره.. صور

الأربعاء 25 يونيو 2025 05:50 صباحاً نافذة على العالم - أصدرت وكالة الفضاء الأوروبية خلال ندوة الكوكب الحي أول صور لقمرها الصناعى الجديد الذى يلتقط مشاهد للأرض، حيث فُتحت نافذة جديدة مذهلة على غابات الأرض وصحاريها وأنهارها الجليدية. ووفقا لما ذكره موقع "space"، تُمثل هذه الصور، التي كُشف عنها في ندوة الكوكب الحي 2025 في فيينا، إنجازًا كبيرًا في فهمنا لكيفية تخزين الأرض للكربون، وكيف يُحدث تغير المناخ تحولات في النظم البيئية. كما أنه بعد شهرين فقط من إطلاق المهمة، قدمت لمحة عن إمكانات نظام الرادار الجديد، وعلى الرغم من أن المهمة لا تزال في مرحلة التشغيل، إلا أن الصور الأولية تُظهر بالفعل قدرات القمر الصناعي. قال مايكل فيهرينجر، مدير مشروع الكتلة الحيوية في وكالة الفضاء الأوروبية، في بيان: "هذه الصور الأولى مذهلة بكل معنى الكلمة، وهي مجرد لمحة عما سيأتي لاحقًا". وأضاف فيهرينجر، "كما هو معتاد، ما زلنا في مرحلة التشغيل، حيث نُجري ضبطًا دقيقًا للقمر الصناعي لضمان توفيره بيانات عالية الجودة للعلماء لتحديد كمية الكربون المخزنة في غابات العالم بدقة." يُشيد مسؤولو وكالة الفضاء الأوروبية بجهود العديد من العلماء الذين يقفون وراء البرنامج، حيث قالت سيمونيتا تشيلي، مديرة برامج رصد الأرض في وكالة الفضاء الأوروبية: "لقد كان الأمر مؤثرًا للغاية لأنه كان عمل مئات الأشخاص. إنه يُمثل رمزًا واضحًا للجهود المبذولة وراء الكواليس والإمكانات التي تتمتع بها هذه المهمة". تُظهر هذه الصور الأولى عدة مناطق منها منطقة نابضة بالحياة في بوليفيا حيث تلتقي الغابات المطيرة بالسهول الفيضية النهرية، وقد عانت بوليفيا من إزالة الغابات بشكل كبير، ويعود ذلك أساسًا إلى التوسع الزراعي. وتبرز في الصورة الألوان المختلفة لأنظمة بيئية مُميزة، الأخضر للغابات المطيرة، والأحمر للأراضي الرطبة الحرجية والسهول الفيضية، والأزرق البنفسجي للأراضي العشبية، ويخترق الخط المتعرج الداكن لنهر بيني المتدفق بحرية وغير المُسَدَّد المناظر الطبيعية.

نافذة على العالم

منذ 15 ساعات

• نافذة على العالم

أخبار العالم : «إكسبو دبي» تطلق أول مركز عالمي لبقاء الأنواع مخصص للفطريات

الثلاثاء 24 يونيو 2025 11:41 مساءً نافذة على العالم - أعلنت مدينة إكسبو دبي، بالشراكة مع لجنة بقاء الأنواع التابعة للاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة، تأسيس أول مركز في العالم لبقاء الأنواع مخصص للفطريات في تيرّا، بهدف سد واحدة من أهم الفجوات في الحفاظ على التنوع البيولوجي، حيث تمتلك الفطريات إمكانات هائلة غير مستغلة للإسهام في قضايا ملحة وأساسية في مجالات عديدة تشمل تخزين الكربون، ومرونة النظم البيئية، وصحة النبات، وإعادة تدوير المغذيات. والاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة (IUCN) هو أكبر شبكة للعمل البيئي في العالم وأكثرها تأثيراً، ويعمل الاتحاد للحفاظ على الطبيعة وتسخير الحلول التي تُقدّمها لمواجهة التحديات العالمية. وتُعدّ «القائمة الحمراء» الصادرة عنه المصدرَ الموثوقَ لتحديد أخطار انقراض الأنواع والنظم البيئية، وتسهم في تشكيل جهود وسياسات حفظ الأنواع والبيئة في جميع أنحاء العالم. وسيكون مركز بقاء الأنواع في تيرّا أول مركز تابع للاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة في الشرق الأوسط، وسيركز في البداية على الفطريات في المنطقة مع العمل على وضع تقييمات لقائمة حمراء عالمية خاصة بالفطريات. ونادراً ما تُدرج الفطريات في أطر العمل البيئية مع أنها تشكل أكثر من 90% من التنوع البيولوجي المجهول في العالم، وهي ذات أهمية بالغة في النظم البيئية حيث تدعم جميع أشكال الحياة النباتية تقريباً، وتسهم في تنظيم غازات الاحتباس الحراري، وإصلاح البيئات الملوثة، ويمكن استغلالها في ابتكارات رائدة في حلول المناخ، وأنظمة الغذاء، والطب، والزراعة، والهندسة المعمارية، وحتى الأزياء والتصميم. وقالت مرجان فريدوني، رئيس التعليم والثقافة في مدينة إكسبو دبي: «من الضروري ألا ندخر جهداً في مواجهة أزمات تغير المناخ وفقدان التنوع البيولوجي المترابطة. لطالما دفعت دولة الإمارات الابتكار نحو آفاق جديدة، ويجسد مركز بقاء الأنواع الجديد التزامنا بتحقيق رؤية قيادة دولة الإمارات العربية المتحدة لمدينة إكسبو دبي في أن تكون منطلقاً لمبادرات تُركز على الحفاظ على كوكبنا واستدامته. وتابعت: نحن فخورون بأن تيرا - قلب إرث مدينة إكسبو في مجال الاستدامة - سيحتضن ويقود هذه المبادرة الرائدة بالشراكة مع الاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة، ما يُعزز الاستكشاف العالمي على هذه الجبهة العلمية الحيوية بينما نواصل تطوير الحلول التي تُولي الطبيعة الأولوية ونعمل على توسيع تأثيرها العالمي». ويمثل مركز بقاء الأنواع للفطريات في تيرا، مدينة إكسبو دبي، والذي يعمل فيه خبراء من تيرا، دليلًا على التزام دولة الإمارات العربية المتحدة بالاستدامة والتنوع البيولوجي، حيث تُمثّل مدينة إكسبو دبي وجهة عالمية للتعاون في إيجاد الحلول البيئية، وتُحفّز تيرا الوعي والابتكار والعمل. سيتعاون مركز بقاء الأنواع للفطريات بشكل وثيق مع لجنة حفظ الفطريات التابعة للاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة ومجموعات مُتخصصي الفطريات، التي تُشكّل جزءاً من أكبر شبكة من الخبراء المتطوعين في العالم، والتي تضم أكثر من 11,000 عضو في 186 بلداً ومنطقة. وقال البروفيسور جون بول رودريغيز، رئيس لجنة بقاء الأنواع التابعة للاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة: «تتسم الفطريات بالتنوع الكبير وتراوح بين الصغير جداً مثل الفطر وحيد الخلية والكبير للغاية مثل فطر أرميلاريا أوستوياي العملاق، وتعكف شبكة خبراء لجنة بقاء الأنواع التابعة للاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة على دراستها».