المطاف المؤقت بالحرم المكي: إنجاز سعودي باستخدام تقنية النانو في البناء
1. د. هاشم، كيف تشرح للقارئ العادي ما هو 'علم وتقنية النانو'؟
النانو وحدة قياس مترية متناهية الصغر، تساوي جزءًا من المليون من السنتيمتر (أصغر بـ100,000 مرة من شعرة الإنسان).
أما علم وتقنية النانو، فتخيله كأننا نقوم بـ'فتق' المادة إلى وحداتها الأصغر (ذرات وجزيئات)، ثم 'رتقها' أي إعادة ترتيبها بدقة لصنع مادة جديدة بخواص غير مألوفة.
هذا العلم يدخل اليوم في الطب، الطاقة، البيئة، الغذاء، البناء، الإلكترونيات، النسيج وحتى الفضاء. إنه علم المستقبل.
2. د. هاشم، كيف تشرح مفهوم علم وتقنية النانو للأهل والأصدقاء غير المتخصصين؟
سؤالك يذكرني بموقف… كنت يومًا ما مدعوًا في بيت أحد الأصدقاء، وأثناء الجلسة بدأ يشرح للحاضرين بكل فخر عن اختراعي 'أنابيب الكربون النانومترية'.
قال لهم: 'هي مثل ماسورة مياه، لكن بمواصفات خارقة…!'
تبسمت وقتها، وشعرت بصدق فخره رغم بساطة الوصف.
أدركت أن تبسيط المفاهيم بلغة الحياة اليومية هو مفتاح نشر المعرفة.
3. حصلتم على براءة اختراع أمريكية في تصنيع أنابيب الكربون النانوية، ما قصة هذا الاختراع؟
الحمد لله على فضله ومنّه. نعم، سجلتها براءة اختراع أمريكية، لطريقة جديدة في تصنيع أنابيب الكربون النانوية، وتُعد الأولى من نوعها محليًا وعالميًا.
هذه المادة توصف بالخارقة:
– قوة ميكانيكية هائلة
– موصلية كهربائية وحرارية عالية
– مرونة واستقرار كيميائي
– خصائص بصرية متميزة
– مساحة سطح ضخمة
وتُستخدم في صناعة كل شيء، من الذرة إلى الفضاء.
4. خلال مسيرتكم في البحث والاختراع، هل مرّت بكم مواقف صعبة أو طريفة لا تُنسى؟
بالتأكيد، أحد المواقف الطريفة حصل عندما كنت أُجري تجربة لتحضير أنابيب الكربون في المنزل، وكان الأهل خارج البيت.
حاولت تسريع العملية، فوقع الوعاء على الأرض، وانتشرت المادة في الهواء حتى بدا النهار وكأنه ليل..!
المطبخ تحول إلى 'غيمة سوداء'، وظللت أعمل طوال الليل على التنظيف. العائلة لا تزال تذكرها حتى اليوم.
5. ما هو مشروع 'المطاف المؤقت' داخل صحن الحرم المكي؟ وكيف استُخدمت المادة فيه؟
لله الحمد الفضل و المنه المطاف المؤقت كان مشروعًا إنشائيًا ضخمًا ليس محليا بل عالميا لتوسيع استيعاب الطواف. استخدمت فيه أنابيب الكربون النانومترية في تركيب أرضية الطواف المؤقت.
النتيجة كانت إنجازًا فنيًا وعلميًا يسجل باسم المملكة العربية السعودية:
– خفة في الوزن
– قدرة على التحمل
– سرعة في التركيب
– مقاومة عالية للتآكل والعوامل الجوية
هذا المشروع كان أكبر دليل على أن علم وتقنية النانو دخل فعليًا في البناء والخرسانة.
6. هل توجد علاقة بين الطب وعلم وتقنية النانو؟
نعم، علاقة وثيقة جدًا.
النانو يُستخدم في:
– إيصال الأدوية بدقة للخلايا المصابة فقط
– علاج الأورام
– تصنيع أدوات وجراحات دقيقة
– تطوير مواد العظام والأسنان
الأطراف الصناعية الذكية
إنه يُحدث ثورة حقيقية في عالم الطب.
7. حدثنا عن الإنشاءات والخرسانة وعلاقتها بعلم وتقنية النانو؟
تقنية النانو تُستخدم في:
– تحسين مقاومة الخرسانة
– تقليل التشققات
– زيادة عمر المنشآت
– جعل المواد أكثر عزلًا وأقل نفاذية
ومثال عملي على ذلك، استخدام أنابيب الكربون النانوية في المطاف المؤقت بالحرم. لم يعد مختبرًا، بل أداة للبناء الحديث.
8. وماذا عن الإلكترونيات؟ ما دور علم وتقنية النانو فيها؟
انابيب الكربون النانومترية غيّر قواعد اللعبة العالمية في الإلكترونيات:
– صغر الحجم
– سرعة أكبر
– كفاءة في استهلاك الطاقة
– أداء فائق
أنابيب الكربون النانوية بدأت تُستخدم في تصنيع الترانزستورات والمعالجات الدقيقة، وربما تكون مستقبل بديل للسيليكون.
9. قرأنا عن 'المصاعد الفضائية'، ما علاقتها بالنانو؟
'المصعد الفضائي' كان مجرد حلم بسبب الحاجة إلى مادة تتحمل وزنًا هائلًا وتكون خفيفة للغاية.
اليوم، أنابيب الكربون النانوية تُعتبر مرشحة قوية لهذا الحلم، لأنها أقوى 100 مرة من الفولاذ، وأخف منه بكثير.
قد نرى هذا المصعد يتحقق في العقود القادمة.
10. ذكرتَ سابقًا وجود ثروات طبيعية تحتوي على الكربون، كيف ذلك؟
نعم، توجد ثروات محلية غنية بالكربون، مثل:
– النفط.
– مخلفات محطات الطاقة.
– الرمال السوداء.
– المواد العضوية المتفحمة.
هذه الموارد يمكن تحويلها إلى أنابيب كربون نانومترية ، ما يفتح أبوابًا واسعة للصناعة والاقتصاد المحلي.
11. قرأنا عن 'محول كهربائي مصنوع من التراب'، كيف يمكن ذلك؟
الفكرة كانت الاستفادة من التربة المحلية الغنية بالمعادن، وتغطيتها بأنابيب الكربون النانومترية.
النتائج كانت مبهرة تقنيًا، لكن التكلفة العالية جعلت المشروع غير مجدٍ اقتصاديًا.
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
المدينة
منذ 2 أيام
- المدينة
التطورات في المجال الفضائي
أحد أبرز الأحداث في عام 2024، كان هبوط المركبة الفضائيَّة اليابانيَّة على سطح القمر؛ ممَّا يُعدُّ إنجازًا مهمًّا في تاريخ الفضاء، هذه المهمَّة تأتي في إطار سعي اليابان لتوسيع استثماراتها في استكشاف الفضاء، حيث تم إطلاق المركبة من أجل جمع عيِّنات من سطح القمر وتحليلها، هذا الهبوط يعكس الطموحات الفضائيَّة المتزايدة للدول الآسيويَّة، ويضع اليابان في مصاف الدول المتقدِّمة في استكشاف القمر.التطوُّرات في استكشاف كوكب المريخ، قد تكون الأكثر إثارة في السنوات الأخيرة، ففي عام 2024 أطلقت وكالة الفضاء الأمريكيَّة «ناسا» مهمَّة جديدة لاستكشاف المريخ، تهدف إلى فهم بيئة الكوكب بشكل أفضل، وإمكانيَّة وجود الحياة فيه، وبالإضافة إلى ذلك، تشهد تقنيات الروبوتات تطوُّرًا سريعًا؛ ممَّا يساعد في إجراء اكتشافات دقيقة في هذا الكوكب البعيد، وقد تمكَّنت أجهزة الاستشعار على سطح المريخ، من إرسال بيانات مثيرة تتعلَّق بوجود المياه في حالتها السائلة في الماضي؛ ممَّا يعزِّز فرص البحث عن علامات حياة سابقة أو مستقبليَّة.أصبح قطاع الفضاء يشهد تحوُّلًا كبيرًا نحو الاستثمارات التجاريَّة، شركات مثل «سبيس إكس»، و»بلو أوريجين»، تواصل دفع الحدود في مجال السفر الفضائيِّ التجاريِّ، حيث أطلقت «سبيس إكس» عدَّة رحلات إلى محطة الفضاء الدوليَّة (ISS)، مع روَّاد فضاء من القطاع الخاص، هذه التحرُّكات تشير إلى أنَّ الفضاء لم يعدْ مجالًا حكوميًّا بحتًا، بل أصبح قطاعًا يمكن للقطاع الخاص أنْ يسهم بشكل كبير في تطويره.تسعى العديد من الوكالات الفضائية الدولية، إلى تقليل تأثيرات استكشاف الفضاء على البيئة الأرضية، فقد تم تطوير تقنيات جديدة، تهدف إلى استخدام الطاقة المتجددة في المحطات الفضائية، مثل الطاقة الشمسية، والتي تساعد في تقليل تكاليف الطاقة، والتقليل من انبعاثات الكربون في الفضاء، بالإضافة إلى ذلك، يتم البحث في طرق لإعادة استخدام المركبات الفضائية لتقليل النفايات الفضائية.في إطار تعزيز التعاون بين الدول في مجال الفضاء، تعمل العديد من الدول الكُبْرى على تنفيذ مشروعات مشتركة، مثال على ذلك، هو التعاون بين وكالة الفضاء الأوروبيَّة (ESA)، ووكالة ناسا في مشروع «أرتيميس»، الذي يهدف إلى العودة إلى القمر بحلول عام 2025، هذا المشروع يتضمَّن بناء قاعدة دائمة على سطح القمر؛ لاستخدامها كنقطة انطلاق لاستكشاف الفضاء العميق.
سعورس
منذ 3 أيام
- سعورس
البصمة الكربونية للمباني.. الفرص والتحديات
تتكون البصمة الكربونية للمباني من مراحل عدة: 1. مرحلة البناء: تشمل استخراج المواد الخام (مثل الأسمنت والصلب)، وتصنيعها، ونقلها إلى موقع البناء. الأسمنت، على سبيل المثال، يُعد من أكثر المواد استهلاكًا للطاقة وإنتاجًا للانبعاثات بسبب العمليات الكيميائية المرتبطة بإنتاجه. 2. مرحلة التشغيل: تتعلق بالطاقة المستخدمة في تدفئة المباني، والتبريد، والإضاءة، وتشغيل الأجهزة الكهربائية. هذه المرحلة غالبًا ما تكون الأكثر تأثيرًا في البصمة الكربونية، خاصة إذا كانت مصادر الطاقة تعتمد على الوقود الأحفوري. 3. مرحلة الهدم وإعادة التدوير: تشمل استهلاك الطاقة في عمليات الهدم، وإدارة النفايات، وإعادة استخدام أو تدوير المواد. التحديات في تقليل البصمة الكربونية 1. ارتفاع تكاليف المواد المستدامة: المواد الصديقة للبيئة، مثل الأسمنت المنخفض الكربون أو الخشب المعتمد، غالبًا ما تكون أغلى من المواد التقليدية، مما يحد من تبنيها في مشاريع البناء. 2. الاعتماد على الطاقة غير المتجددة: في العديد من الدول، لا تزال مصادر الطاقة تعتمد بشكل كبير على الفحم والغاز الطبيعي، مما يزيد من البصمة الكربونية لتشغيل المباني. 3. نقص الوعي والتشريعات: في بعض المناطق، يفتقر المطورون والمصممون إلى الوعي الكافي بأهمية التصميم المستدام. كما أن التشريعات البيئية قد تكون غير كافية أو غير مطبقة بفعالية. 4. التحديات التقنية: تحديث المباني القائمة لتكون أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة يتطلب استثمارات كبيرة وخبرات تقنية. حلول مبتكرة لتقليل البصمة الكربونية 1. التصميم المستدام: يمكن للتصميم المعماري الذكي أن يقلل من استهلاك الطاقة. على سبيل المثال، استخدام النوافذ الكبيرة للإضاءة الطبيعية، والعزل الحراري الفعال، والتهوية الطبيعية يمكن أن يقلل من الحاجة إلى التدفئة والتبريد. 2. استخدام مواد بناء منخفضة الكربون: تشمل هذه المواد الأسمنت المصنوع من مواد معاد تدويرها، والخرسانة الخضراء، والخشب المستدام. كما يمكن استخدام تقنيات الطباعة الثلاثية الأبعاد لتقليل النفايات في أثناء البناء. 3. التحول إلى الطاقة المتجددة: تثبيت الألواح الشمسية أو توربينات الرياح الصغيرة في المباني يمكن أن يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري. 4. إدارة دورة الحياة: اعتماد إستراتيجيات إعادة التدوير وإعادة الاستخدام في نهاية عمر المبنى يساعد على تقليل النفايات والانبعاثات. 5. التكنولوجيا الذكية للمباني: استخدام أنظمة إدارة المباني الذكية التي تراقب استهلاك الطاقة، وتتحكم في الإضاءة والتدفئة بشكل تلقائي، يعزز الكفاءة. تقليل البصمة الكربونية للمباني ليس مجرد خيار بيئي، بل ضرورة ملحة لمواجهة التغيرات المناخية. من خلال الجمع بين التصميم المستدام، واستخدام المواد الصديقة للبيئة، والتحول نحو الطاقة المتجددة، تحتاج الحكومات والشركات والأفراد إلى العمل معًا لتعزيز الوعي، وتطبيق السياسات التي تدعم البناء الأخضر، وهناك ممارسات محلية وعالمية خضراء، مثل تطبيق المعيار الوطني مستدام للمباني أو LEED المعيار العالمي، حيث يمكننا بناء مستقبل أكثر استدامة وازدهارا.
الوطن
منذ 3 أيام
- الوطن
البصمة الكربونية للمباني.. الفرص والتحديات
البصمة الكربونية هي مقياس يعبر عن إجمالي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتجة عن نشاط معين، سواء كان ذلك على مستوى الأفراد والمؤسسات، أو القطاعات. في سياق المباني، تشير البصمة الكربونية إلى الانبعاثات الناتجة من دورة حياة المبنى، بدءًا من تصميمه وتشييده، مرورًا باستخدامه، وصولًا إلى هدمه أو إعادة تدويره. يُعد قطاع البناء والتشييد من أكبر القطاعات المساهمة في الانبعاثات الكربونية عالميًا، حيث يُقدر أنه مسؤول عن نحو 40% من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في العالم. في هذا المقال، سنتناول أهمية تقليل البصمة الكربونية للمباني، والتحديات التي تواجه هذا الهدف، والحلول المبتكرة لتحقيق الاستدامة. تتكون البصمة الكربونية للمباني من مراحل عدة: 1. مرحلة البناء: تشمل استخراج المواد الخام (مثل الأسمنت والصلب)، وتصنيعها، ونقلها إلى موقع البناء. الأسمنت، على سبيل المثال، يُعد من أكثر المواد استهلاكًا للطاقة وإنتاجًا للانبعاثات بسبب العمليات الكيميائية المرتبطة بإنتاجه. 2. مرحلة التشغيل: تتعلق بالطاقة المستخدمة في تدفئة المباني، والتبريد، والإضاءة، وتشغيل الأجهزة الكهربائية. هذه المرحلة غالبًا ما تكون الأكثر تأثيرًا في البصمة الكربونية، خاصة إذا كانت مصادر الطاقة تعتمد على الوقود الأحفوري. 3. مرحلة الهدم وإعادة التدوير: تشمل استهلاك الطاقة في عمليات الهدم، وإدارة النفايات، وإعادة استخدام أو تدوير المواد. التحديات في تقليل البصمة الكربونية 1. ارتفاع تكاليف المواد المستدامة: المواد الصديقة للبيئة، مثل الأسمنت المنخفض الكربون أو الخشب المعتمد، غالبًا ما تكون أغلى من المواد التقليدية، مما يحد من تبنيها في مشاريع البناء. 2. الاعتماد على الطاقة غير المتجددة: في العديد من الدول، لا تزال مصادر الطاقة تعتمد بشكل كبير على الفحم والغاز الطبيعي، مما يزيد من البصمة الكربونية لتشغيل المباني. 3. نقص الوعي والتشريعات: في بعض المناطق، يفتقر المطورون والمصممون إلى الوعي الكافي بأهمية التصميم المستدام. كما أن التشريعات البيئية قد تكون غير كافية أو غير مطبقة بفعالية. 4. التحديات التقنية: تحديث المباني القائمة لتكون أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة يتطلب استثمارات كبيرة وخبرات تقنية. حلول مبتكرة لتقليل البصمة الكربونية 1. التصميم المستدام: يمكن للتصميم المعماري الذكي أن يقلل من استهلاك الطاقة. على سبيل المثال، استخدام النوافذ الكبيرة للإضاءة الطبيعية، والعزل الحراري الفعال، والتهوية الطبيعية يمكن أن يقلل من الحاجة إلى التدفئة والتبريد. 2. استخدام مواد بناء منخفضة الكربون: تشمل هذه المواد الأسمنت المصنوع من مواد معاد تدويرها، والخرسانة الخضراء، والخشب المستدام. كما يمكن استخدام تقنيات الطباعة الثلاثية الأبعاد لتقليل النفايات في أثناء البناء. 3. التحول إلى الطاقة المتجددة: تثبيت الألواح الشمسية أو توربينات الرياح الصغيرة في المباني يمكن أن يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري. 4. إدارة دورة الحياة: اعتماد إستراتيجيات إعادة التدوير وإعادة الاستخدام في نهاية عمر المبنى يساعد على تقليل النفايات والانبعاثات. 5. التكنولوجيا الذكية للمباني: استخدام أنظمة إدارة المباني الذكية التي تراقب استهلاك الطاقة، وتتحكم في الإضاءة والتدفئة بشكل تلقائي، يعزز الكفاءة. تقليل البصمة الكربونية للمباني ليس مجرد خيار بيئي، بل ضرورة ملحة لمواجهة التغيرات المناخية. من خلال الجمع بين التصميم المستدام، واستخدام المواد الصديقة للبيئة، والتحول نحو الطاقة المتجددة، تحتاج الحكومات والشركات والأفراد إلى العمل معًا لتعزيز الوعي، وتطبيق السياسات التي تدعم البناء الأخضر، وهناك ممارسات محلية وعالمية خضراء، مثل تطبيق المعيار الوطني مستدام للمباني أو LEED المعيار العالمي، حيث يمكننا بناء مستقبل أكثر استدامة وازدهارا.
