
ابتكار مذهل.. مادة جديدة تتفوق على المعادن والزجاج تنهي عصر البلاستيك!
وتعود أسباب تلوث البلاستيك لأن البوليمرات الاصطناعية التقليدية تتحلل إلى جزيئات بلاستيكية دقيقة، مطلقةً مواد كيميائية ضارة مثل بيسفينول أ (BPA) والفثالات والمواد المسرطنة، استخدم فريق البحث بدائل مستدامة، بقيادة محمد مقصود رحمن، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية والفضائية بجامعة هيوستن والأستاذ المساعد في علوم المواد والهندسة النانوية بجامعة رايس، السليلوز البكتيري - أحد أكثر البوليمرات الحيوية وفرةً ونقاءً على وجه الأرض - كبديل قابل للتحلل الحيوي وفق موقع ساينس ديلي.
قال سعدي، الباحث الرئيسي للدراسة المنشورة في مجلة Nature Communications، وطالب الدكتوراه في علوم المواد والهندسة النانوية في جامعة رايس: "تضمن نهجنا تطوير مفاعل حيوي دوار يوجه حركة البكتيريا المنتجة للسليلوز، وينظم حركتها أثناء النمو، ويعزز هذا التنظيم بشكل كبير الخصائص الميكانيكية للسليلوز الميكروبي، مما ينتج مادة قوية تضاهي بعض المعادن والزجاج، لكنها في الوقت نفسه مرنة وقابلة للطي وشفافة وصديقة للبيئة".
عادةً ما تتشكل ألياف السليلوز البكتيرية عشوائياً، مما يحد من قوتها الميكانيكية ووظائفها، بفضل تسخير ديناميكيات السوائل المُتحكم بها داخل مفاعلهم الحيوي الجديد، حقق الباحثون محاذاةً موضعيةً لألياف السليلوز النانوية، مما أدى إلى إنتاج صفائح ذات قوة شد تصل إلى 436 ميجا باسكال.
وعلاوة على ذلك، أدى دمج رقائق نانوية من نتريد البورون أثناء عملية التخليق إلى إنتاج مادة هجينة ذات قوة أكبر - حوالي 553 ميجا باسكال - وتحسين الخصائص الحرارية، مما يدل على معدل تبديد الحرارة أسرع بثلاث مرات من عينات التحكم.
"يُمكّن هذا النهج الديناميكي للتخليق الحيوي من إنتاج مواد أقوى ذات وظائف أفضل، وتتيح هذه الطريقة دمجاً سهلاً لمختلف الإضافات النانوية مباشرةً في السليلوز البكتيري، مما يُتيح تخصيص خصائص المواد لتطبيقات مُحددة" وفق السعدي.
ويشير إلى أن عملية التخليق تُشبه في جوهرها تدريب مجموعة بكتيرية مُنظّمة، فبدلاً من جعل البكتيريا تتحرك عشوائياً، نُوجّهها للتحرك في اتجاه مُحدّد، مما يُنظّم إنتاجها للسليلوز بدقة، هذه الحركة المُنظّمة وتعدد استخدامات تقنية التخليق الحيوي تُمكّننا من هندسة كلٍّ من المحاذاة وتعدد الوظائف في آنٍ واحد".
وتحمل هذه العملية القابلة للتطوير والتي تتكون من خطوة واحدة إمكانات كبيرة للعديد من التطبيقات الصناعية، بما في ذلك المواد الهيكلية وحلول الإدارة الحرارية والتعبئة والتغليف والمنسوجات والإلكترونيات الخضراء وأنظمة تخزين الطاقة.
يتميز البحث بأنه متعدد التخصصات فيجمع بين علوم المواد والبيولوجيا والهندسة النانوية، ونتوقع أن تصبح هذه الصفائح السليلوزية البكتيرية القوية ومتعددة الوظائف والصديقة للبيئة منتشرة في كل مكان، لتحل محل البلاستيك في مختلف الصناعات، وتساعد في التخفيف من الضرر البيئي".

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة


صحيفة الخليج
منذ ساعة واحدة
- صحيفة الخليج
6 مروحيات استطلاعية إلى المريخ 2028
كشفت شركة «أيروفيرونمنت» الأمريكية، بالتعاون مع مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، عن مفهوم مهمة فضائية جديدة تحمل اسم «سكاي فول»، تهدف إلى إرسال ست طائرات هليكوبتر استطلاعية إلى المريخ بحلول 2028، في خطوة تمهد الطريق لأول هبوط بشري محتمل على الكوكب الأحمر في ثلاثينات هذا القرن. وقال ويليام بوميرانتز، رئيس مشاريع الفضاء في الشركة: «تقدم سكاي فول نهجاً ثورياً منخفض الكلفة لاستكشاف المريخ، يضاعف نطاق الاستكشاف وكفاءة جمع البيانات، ما يقربنا أكثر من إرسال البشر إلى هناك». المروحيات الست سيتم إطلاقها دفعة واحدة من مركبة فضائية كبيرة، حيث تُنفذ ما يُعرف بمناورة «سكاي فول» إذ سيتم نشر الطائرات مباشرة من الجو خلال هبوط المركبة عبر الغلاف الجوي للمريخ، دون الحاجة إلى منصة هبوط تقليدية. وستتمكن كل طائرة من الهبوط بشكل مستقل باستخدام الطيران الذاتي. بعد الوصول إلى السطح، ستقوم المروحيات باستكشاف مناطق واسعة وتحديد مواقع الهبوط المثلى للبعثات البشرية، بالإضافة إلى إرسال صور عالية الدقة ورصد تكوينات المياه والجليد تحت السطح. ويعتمد هذا المفهوم على نجاح المروحية «إنجينيويتي»، أول طائرة نفذت رحلة جوية بمحرك على كوكب آخر عام 2021، والتي أنهت مهمتها في يناير 2024 بعد 72 رحلة. وقال الباحثون:«رسخت إنجينيويتي مكانة الولايات المتحدة في الريادة الجوية على الكواكب».


صحيفة الخليج
منذ 17 ساعات
- صحيفة الخليج
الشريك التربوي
عبدالله السويجي مخرجات التربية اليوم تختلف عنها قبل خمسين عاماً أو أكثر، وذلك بسبب العوامل البيئية التي تشمل المجتمعات البشرية أيضاً، إضافة إلى عوامل أخرى أصبحت جزءاً من البيئة بسبب سلطتها وإغوائها وجاذبيتها، إذ لا أحد ينكر السمات الآسرة التي تمتلكها التكنولوجيا الحديثة وبرامجها وتطبيقاتها وتقنياتها، ولعل انتشارها وسطوتها يعتمدان بشكل كبير على جاذبيتها. هذه الصفة هي التي زلزلت العلاقات الأسرية والمجتمعية، وهي التي خلقت ما يشبه الفجوة الخطيرة بين جيل الآباء وجيل الأبناء، رغم أن الأبناء يحملون جينات الآباء، ولكن، ولأول مرة يتراجع العامل الجيني أمام سحر وجاذبية التكنولوجيا، وهو ما ساهم إلى حد كبير في إيجاد التربوي الشريك غير المقاوَِم، والذي يصعب مناقشته والجدال معه. فهل أبطلت التكنولوجيا نظرية الوراثة ووظائف الجينات والكروموزومات عن طريق تحقيقها لتراكم الخبرة، والخبرات الزمنية، إذ جاء في دراسة نشرتها دورية (بلوس بيولوجي Plos Biology) في سنغافورة «إن أي صفات وراثية تتعلق بالتوجهات والميول والخبرات تقل كلما تقدم الإنسان في العمر، وذلك بسبب التأثير المتراكم للعوامل البيئية، واختلاف تجارب الحياة والظروف الاقتصادية والعوائق الصحية..»، وهذا ما فعلته التكنولوجيا المتطورة جداً، والتي دخلت في المناهج التربوية والتعليمية، كما دخلت في الألعاب الإلكترونية playstation فشكلت نفس الأثر الذي يقوم به التقدم بالعمر، فالجيل الحالي، ليس في حاجة إلى أن يعيش 50 سنة أخرى لتتغيّر ميوله وتوجهاته، لأن التكنولوجيا اختصرت فعلياً سنوات طويلة، ووضعت بين يدي الأبناء، خاصة في سن المراهقة، خبرة طويلة، من خلال المعلومات والخبرات التي وفّرتها لهم. ولو قارنّا المعارف التي يتحصّل عليها تلميذ في الأول إعدادي في عصرنا بالمعارف التي كان يحصل عليها طالب الثانوية العامة أو الجامعي قبل 50 أو 60 عاماً، سنجد أن التلميذ المعاصر لديه كمية من المعلومات والمعارف والخبرات تفوق ذلك الطالب قبل ستة عقود، بل لديه معلومات في الثقافة الجنسية والعاطفية لم تتوفر قبل 60 عاماً، وهو ما يجعل التلميذ في الأول أو الثاني أو الثالث إعدادي يشعر بفائض معلوماتي وفائض ثقة يجعله يميّز نفسه، وينظر إلى (نصائح وتوجيهات وقيم) الآباء بحيادية، إن لم نقل باستهزاء، ولا يعبّر عن هذا إلا في لحظة غضب (انفجار معلوماتي ومعرفي)، قد يعتبرها الآباء قلة أدب، ويندلع الصدام. بناء على كل ما تقدم، يمكننا القول إن الآباء هم المسؤولون عن نسبة كبيرة لأي انحراف يتعرض له الابن أو البنت، ليس لأنهم يحرضونه على ذلك، ولكن لضبابية التقييم التربوي والمعرفي لدى الأهل، وأحياناً لدى الهيئة التعليمية، ما يقود مباشرة إلى ارتباك في التعامل، ناتج عن تمسّك الأهل بالنظريات التربوية القديمة، وتقييمهم الخاص لأبنائهم، وهو تقييم تعوزه الموضوعية والخبرة. ونرى ذلك جلياً من خلال تشابه الشكاوى التي يتبادلها أولياء الأمور ونظرتهم الواحدة، إذ يضعون اللوم على الأبناء، بينما هم الملومون أولاً وأخيراً بسبب عدم مواكبة الأهل للانفجار المعرفي الذي يحققه الأبناء، وبعض المعلومات التي يعتقدونها معيبة ولا يصارحون بها أبناءهم، بينما الأبناء على دراية بها، فهم منفتحون على شبكة عالمية للمعلومات، يبحرون بها رغم الضوابط والمحظورات التي يضعها الآباء، لذلك فأعمارهم في الواقع أكبر بكثير من أعمارهم الزمنية. لقد ذهب الزمن الذي كان يسعى فيه أولياء الأمور لتربية شبيهين لهم، أو نسخ ذواتهم على أبنائهم، لأن التربوي الشريك، سبقهم بمراحل، وسَحَرَ أبناءهم بجاذبية أدواته ومعارفه وقيمه. أما أولئك الآباء الذين يحاولون ردم الفجوة بالتربية الدينية، بما يتمتعون من سلطات، فإنهم سيُصدمون لا محالة، لأن التكنولوجيا والشبكة العالمية للمعلومات لا أخلاق لها، وبالتالي، سيجدون أبناءهم يرددون المحتوى الديني، بينما لا يطبقونه في حياتهم، أي لم يحملوا القيم ولا الأخلاق، فما بالك بالعادات والتقاليد، ما سيقود الأب إلى الاعتقاد بأنه فشل في تربية أبنائه، بينما الحقيقة ليست كذلك، هو لم يمتلك الجاذبية ففشل، لأن أي محتوى، إن لم تقدمه في شكل أقرب إلى السحر، لن يؤثر في الأبناء. أعتقد أن التربويين وواضعي المناهج أمام ورطة كبيرة، وللخروج منها، يجب توحيد المناهج، لأن الفصل القيمي بين المدرسة الخاصة والحكومية، يخلق هذا التضاد الذي يحلو للبعض تسميته بالتنوع، وهو ليس كذلك، إذ ستولد عبارات فيما بعد لها علاقة بالتمييز والتنمّر.. وهكذا.. إن الحل الأمثل هو في بذل الأهل مجهوداً أكبر، من خلال تقبّل هذا الشريك التربوي، والعمل على منافسته، ومحاولة التغلّب عليه، وهي عملية مضنية جداً، لكن يبقى تحقيق الانسجام مع الأبناء أولوية مهمة، وذلك لردم الفجوة المعرفية والعاطفية والمجتمعية بينهم. إن الإصغاء لحوار بين أحد هؤلاء الطلبة وولي أمره سيكشف خطورة تمسك الأهل بكلاسيكية الأساليب التربوية الجامدة، التي لا تعترف بأثر التكنولوجيا على الأبناء، ولا تقر بوجود شريك تربوي حقيقي، يتدخل في كل شأن من شؤون الطلاب، من دون مقاومة تُذكر، حتى باتت معرفته من المسلَّمات. والحديث عن تطوير مهارة النقد الذاتي في عصر التكنولوجيا واجب وضروري في الأيام القادمة.


البيان
منذ 20 ساعات
- البيان
«التغير المناخي» تطلق برنامجاً لتمكين الطلبة في مجالات البيئة
أطلقت وزارة التغير المناخي والبيئة برنامج «مستديم»، والذي يهدف إلى إعداد جيل مؤهل من الطلبة في مختلف المراحل التعليمية، قادر على مواجهة التحديات البيئية والمناخية المتزايدة، ويشارك بفاعلية في مسيرة التنمية المستدامة التي تنتهجها دولة الإمارات، حيث يركز البرنامج على تمكين الطلبة وبناء قدراتهم المعرفية والمهنية في مجالات البيئة، وتزويدهم بالمهارات الحياتية الضرورية التي تؤهلهم ليكونوا قادة فكر وابتكار في مستقبل الدولة المستدام. ويتضمن البرنامج سلسلة من الأنشطة والورش التدريبية المتخصصة، إلى جانب مشاريع بحثية إثرائية تنفذ بالشراكة مع عدد من الجهات التعليمية والبيئية الرائدة، وتستهدف فئة الشباب من طلبة المدارس والجامعات، حيث يركز على صقل مهاراتهم وتوجيههم نحو تخصصات ومهن المستقبل في قطاعات البيئة، والمناخ، والطاقة المتجددة، والتنوع البيولوجي، والتكنولوجيا البيئية الحديثة. ويعمل «مستديم» على تعزيز الوعي لدى الطلبة حول أهمية الحفاظ على البيئة، وغرس مفاهيم الاستدامة والمسؤولية البيئية، إلى جانب تسليط الضوء على أهمية التحول إلى نمط حياة أكثر استدامة على المستويين الفردي والمجتمعي، كما سيعمل البرنامج على تعزيز منظومة الأمن الغذائي الوطني من خلال تشجيع الشباب على تبني الابتكار في مجالات الزراعة الذكية والممارسات البيئية المستدامة، ويعزز مفهوم الاكتفاء الذاتي في الغذاء والماء والطاقة. وسيركز البرنامج على تنمية روح ريادة الأعمال البيئية لدى الطلبة، وتحفيزهم على ابتكار حلول ومشاريع تخدم أهداف الاستدامة الوطنية، وتطوير اقتصاد أخضر قادر على التكيف مع المتغيرات العالمية، وسيوفر فرصاً متعددة للمشاركين للتفاعل مع خبراء وممارسين في مجالات البيئة والتغير المناخي، ما يعزز من وعيهم واتصالهم المباشر بالقضايا العالمية ذات الصلة. كوادر مؤهلة ويتماشى «مستديم» مع مستهدفات استراتيجية الدولة لتحقيق الحياد المناخي بحلول عام 2050، من خلال إعداد كوادر وطنية شابة، مسلحة بالعلم والابتكار، ومؤهلة لقيادة مسيرة التحول البيئي في الدولة، وضمان مستقبل أكثر استدامة وازدهاراً للأجيال القادمة. ويأتي البرنامج في إطار حرص الدولة على الارتقاء بمستوى الوعي البيئي لدى أبناء الإمارات، من خلال تبني التعامل مع قضايا البيئة بوصفها ثقافة ومسؤولية مجتمعية، بحيث يتفاعل الأفراد من خلالها مع أدوارهم في حماية البيئة وصون الطبيعة.