#تحت_الاضواء : الدكتور هاشم الحبشي " أنابيب الكربون النانومترية: شريان المستقبل الصناعي من قلب علم وتقنية النانو"

المصدر -
تخيل مادة أنحف من شعرة الإنسان بـ50 ألف مرة، لكنها أقوى من الفولاذ وأكثر توصيلًا من النحاس... إنها أنابيب الكربون النانومترية (CNTs). منذ اكتشافها في تسعينيات القرن الماضي، فتحت هذه المادة آفاقًا غير مسبوقة في عالم التقنية تطبيقاتها، وأصبحت محورًا لأبحاث واعدة في شتى القطاعات.
وهنا ما الذي يجعل أنابيب الكربون النانومترية استثنائية...؟؟
تكمن قوة CNTs في بنيتها الذرية؛ فهي أسطوانات مجهرية مكونة من صفائح الجرافين الملفوفة بشكل حلزوني. تمتاز بقوة ميكانيكية تفوق الفولاذ بعشرات المرات، وموصلية كهربائية تضاهي المعادن النفيسة، فضلًا عن خفة وزنها ومرونتها العالية. هذه الخصائص تجعلها مادة متعددة الاستخدامات، قابلة للتطويع والتطوير.
التطبيقات الحالية: من المختبر إلى الصناعة
الطاقة: تُستخدم CNTs في تطوير تصنيع بطاريات الليثيوم-أيون والمكثفات الفائقة، حيث تزيد من كثافة الطاقة وتحسن الأداء الحراري.
الطب: تدخل في توصيل الأدوية بدقة نانوية إلى الخلايا المستهدفة، وتستخدم كسقالات للهندسة النسيجية لتحفيز نمو الخلايا.
الإنشاءات: تُدمج في الخرسانة لتقويتها ضد التشقق، وتُستخدم في طلاءات مضادة للحرارة والتآكل.
الإلكترونيات: تُستخدم في الشاشات المرنة، والدوائر النانومترية، وأجهزة الاستشعار عالية الدقة.
المصاعد الفضائية: بفضل صلابتها الفائقة، يُنظر إليها كمادة مرشحة لبناء كابلات تصل بين الأرض والفضاء.
الدمج الحيوي: تطوير واجهات عصبية تربط الدماغ بالحواسيب.
تخزين الهيدروجين: استخدامها كحاويات نانومترية لتخزين وقود نظيف.
روبوتات ناعمة ومجسات ذكية: في عالم الأجهزة القابلة للارتداء والزرع داخل الجسم.
فرصة، من الاستهلاك إلى التصنيع يمتلك العالم الإسلامي و العربي ثروات طبيعية حاوية على الكربون مثل النفظ و الرمال السوداء، والمواد الجرافينية. ومع وجود كفاءات علمية، يصبح من الممكن توطين تصنيع أنابيب الكربون النانومترية محليًا. فالدخول المبكر في هذا المجال يعني سبقًا تقنيًا وصناعيًا قد يستمر لعقود.
وتجدر الإشارة إلى أن هناك علماء من العالم الإسلامي و العربي، وخاصة من المملكة العربية السعودية، قد سجلوا براءات اختراع دولية في تصنيع هذه المادة، وأسهموا بتطبيقاتها في مشاريع رائدة. ومن أبرز هذه النماذج: د. هاشم محمد الحبشي، المخترع السعودي الذي قام بتصنيع أنابيب الكربون النانومترية محليًا وسجّلها في براءة اختراع أمريكية (US20130078374A1)، وأسهم بتطبيقها في مشروع "المطاف المؤقت" داخل صحن الحرم المكي الشريف، حيث ساعدت المادة في تقوية الهيكل مع المحافظة على خفة الوزن وسرعة التركيب.
الرهان على علم وتقنية النانو و تطبيقاتها هو رهان على المستقبل. ومن يملك مفتاح المادة، يملك مفتاح الصناعتها. في عالم تتسارع فيه التقنيات، تشكل CNTs فرصة نادرة لوضع المملكة العربية السعودية في قلب الثورة الصناعية القادمة.

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

Independent عربية

منذ 8 ساعات

• Independent عربية

ترمب يوقع أوامر تنفيذية لتعزيز الطاقة النووية الأميركية

وقع الرئيس الأميركي دونالد ترمب أمس الجمعة، أربعة أوامر تنفيذية تهدف، بحسب مستشاره، إلى إطلاق "نهضة" الطاقة النووية المدنية في الولايات المتحدة، مع طموح بزيادة إنتاج الطاقة النووية أربع مرات خلال السنوات الـ25 المقبلة. ويريد الرئيس الأميركي الذي وعد بإجراءات "سريعة للغاية وآمنة للغاية"، ألا تتجاوز مدة دراسة طلب بناء مفاعل نووي جديد 18 شهرا، ويعتزم إصلاح هيئة التنظيم النووي، مع تعزيز استخراج اليورانيوم وتخصيبه. وصرح ترمب للصحافيين في المكتب البيضوي: "الآن هو وقت الطاقة النووية"، فيما قال وزير الداخلية دوغ بورغوم إن التحدي هو "إنتاج ما يكفي من الكهرباء للفوز في مبارزة الذكاء الاصطناعي مع الصين". وقال مسؤول كبير في البيت الأبيض طلب عدم الكشف عن هويته للصحافيين: "نريد أن نكون قادرين على اختبار ونشر المفاعلات النووية" بحلول يناير (كانون الثاني) 2029. اقرأ المزيد يحتوي هذا القسم على المقلات ذات صلة, الموضوعة في (Related Nodes field) وتظل الولايات المتحدة أول قوة نووية مدنية في العالم، إذ تمتلك 94 مفاعلاً نووياً عاملاً، لكن متوسط أعمار هذه المفاعلات ازداد حتى بلغ 42 سنة. ومع تزايد الاحتياجات على صعيد الكهرباء، والتي يحركها خصوصاً تنامي الذكاء الاصطناعي، ورغبة بعض البلدان في الاستغناء عن الكربون في اقتصاداتها، يزداد الاهتمام بالطاقة النووية في جميع أنحاء العالم. والعام 2022، أعلنت فرنسا التي تبقى صاحبة أعلى معدل طاقة نووية للفرد بواقع 57 مفاعلا، برنامجا جديدا يضم ستة إلى 14 مفاعلا. ومن المتوقع أن يبدأ تشغيل أول هذه المفاعلات العام 2038. وتظل روسيا المصدر الرئيسي لمحطات الطاقة، إذ لديها 26 مفاعلا قيد الإنشاء، بينها ستة مفاعلات على أراضيها.

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 4 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.