حل ذكي لأزمة المياه.. إسفنجة صغيرة تسحب الماء من الهواء بكفاءة 94%

ابتكر باحثون من أستراليا والصين جهازاً إسفنجياً ذكياً، يمكنه استخراج الماء من الهواء باستخدام الطاقة الشمسية، حتى في أكثر البيئات جفافاً التي تفشل فيها أنظمة أخرى.
يعتمد هذا الجهاز على مادة إسفنجية مصنوعة من 'خشب البلسا' المُعدل، وهو أحد أخف أنواع الأخشاب، وقد دُعمت بأملاح، وجسيمات نانوية، وطبقة من أنابيب الكربون النانوية، ما يمنحها القدرة على امتصاص الرطوبة من الهواء وإطلاق الماء مباشرة في كوب عند تعريضها لأشعة الشمس، وفقاً لتقرير 'إنتريستينغ إنجينيرينغ'.
وقال الدكتور ديريك هاو، عالم المواد والمهندس البيئي في جامعة RMIT الأسترالية والمشارك في الدراسة، إن الجهاز يعمل بكفاءة تصل إلى 94% في جمع الماء ضمن اختبارات ميدانية، وظل أداؤه ثابتاً ضمن مستويات رطوبة تراوحت بين 30% و90%، ودرجات حرارة بين 5 و55 درجة مئوية.
هذا الابتكار، الذي تم تطويره بالتعاون مع خمس مؤسسات بحثية صينية، يستلهم من المسامية الطبيعية للخشب، ويستغل الذكاء الاصطناعي لضبط أداء المادة تحت ظروف بيئية متغيرة.
وعند تعريض الجهاز لأشعة الشمس بعد امتصاص الرطوبة، يُطلق الماء المجمع إلى كوب مدمج أسفله.
وبيّنت التجارب أن الإسفنجة تستطيع امتصاص نحو 2 مل من الماء لكل غرام من المادة، وتُطلق معظمه خلال عشر ساعات في رطوبة تبلغ 90%.
النموذج الأولي، المكوّن من 9 مكعبات إسفنجية وزن كل منها 0.8 غرام، تمكن من إنتاج 15 مل من الماء في كل دورة حصاد، وهو ما يجعله مثالياً لحالات الطوارئ، والكوارث الطبيعية، التي تُعطل إمدادات المياه، كما أشار هاو، لافتاً إلى أنه يمكن زيادة كفاءة الجهاز عبر توسيع حجمه ودمجه مع تقنيات لتخزين الطاقة الحرارية، ما يسمح له بالعمل ليلاً أو في الظروف غير المثالية.

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

رؤيا نيوز

منذ 6 ساعات

• رؤيا نيوز

هيمنة الأم في التعليم.. هل تصنع عباقرة أم تربك العواطف؟

كشفت دراسة حديثة نُشرت في مجلة الاقتصاد والبيولوجيا البشرية أن الأمهات اللاتي يهيمنّ على اتخاذ القرارات التعليمية يملن إلى تبني أسلوب تربية يُعرف بـ'الأم النمرة'، الذي يعزز الأداء المعرفي والتحصيل الأكاديمي للمراهقين، لكنه قد يضعف تنميتهم العاطفية وغير المعرفية. وقاد الدراسة تشينغكوي ليو وزملاؤه، فقد حللوا بيانات موجة 2014 من دراسة الأسرة الصينية (CFPS)، وهي مسح وطني ممثل يغطي 25 منطقة في أنحاء الصين. وركز البحث على تأثير سلطة الأم في قرارات التعليم على مختلف جوانب رأس المال البشري للمراهقين، الذي يشمل المهارات والمعرفة والصفات الشخصية التي تسهم في إنتاجيتهم ونجاحهم المستقبلي. وقيّم الباحثون القدرات المعرفية من خلال اختبارات معيارية للذاكرة اللفظية والرياضيات. أما المهارات غير المعرفية، فتم قياسها باستخدام مؤشرات متعلقة بخمس سمات شخصية رئيسة: الضمير، التوافق، الانبساط، الانفتاح، الثبات العاطفي. وتم تحديد سلطة الأم بناءً على ما إذا كانت الأم تقرّ بأنها تملك القول الفصل في قرارات تعليم الطفل. أظهرت النتائج أن نحو 49% من الأمهات يمتلكن سلطة اتخاذ القرار بشأن تعليم أطفالهن. وحقّق الأطفال الذين كانت أمهاتهم يملكن هذه السلطة نتائج أعلى في الاختبارات المعرفية، لكنها كانت أقل في مؤشرات المهارات غير المعرفية مقارنة بأقرانهم الذين لم تمتلك أمهاتهم النفوذ نفسه. ولوحظ تفوق الفتيات على الأولاد في القدرات المعرفية، بينما لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في المهارات غير المعرفية بين الجنسين. كما أظهرت الدراسة أن هيمنة الأم ترتبط بزيادة الوقت الذي يقضيه الوالدان في الرعاية اليومية والإشراف على الواجبات المنزلية، إلى جانب توفير موارد تعليمية إضافية. ومع ذلك، كان ذلك على حساب تقليل الوقت المخصص للأنشطة الترفيهية. ولم يلحظ الباحثون زيادة ملحوظة في التربية العاطفية أو الأنشطة التي تعزز النمو الاجتماعي والعاطفي. وخلص الباحثون إلى أن سيطرة الأم على قرارات التعليم تدفعها إلى تبني نهج 'الأم النمرة' الذي يركز على التفوق الأكاديمي والانضباط على حساب الترفيه والدعم العاطفي. وأكدت الدراسة 'يخصص الآباء وقتًا أكبر للرعاية اليومية ومتابعة الواجبات وتوفير موارد تعليمية إضافية، ما يعزز القدرات المعرفية. بالمقابل، يؤدي تقليل الاستثمار في وقت الفراغ وعدم وجود تأثيرات كبيرة على التربية العاطفية إلى نتائج متباينة في تنمية المراهقين'.

رؤيا نيوز

منذ 12 ساعات

• رؤيا نيوز

تقنية جديدة للتحكم في الروبوتات تحت الماء بواسطة الصوت فقط

في ابتكار علمي قد يُحدث ثورة في مجالات الطب والروبوتات تحت الماء، طوّر داجون تشانغ، طالب الدكتوراه بجامعة ويسكونسن-ماديسون الأمريكية، مادة خارقة جديدة تتيح التحكم في الأجسام المغمورة في الماء باستخدام الموجات الصوتية فقط، دون الحاجة لأي أدوات مادية أو تدخل بشري مباشر. رغم أن الموجات الصوتية معروفة في حياتنا اليومية بنقل الأصوات والموسيقى، إلا أن لها تطبيقات علمية متقدمة مثل رسم خرائط قاع البحار، وتوجيه الغواصات، ومراقبة الزلازل، وحتى تفتيت حصوات الكلى. ومع هذا الاكتشاف الجديد، يُمكن استخدامها لدفع وتدوير أجسام داخل الماء بدقة فائقة، وهو ما قد يفتح آفاقًا جديدة في مجالات الطب والروبوتات. السر وراء هذا الابتكار يكمن في مادة خارقة صُممت بنمط دقيق يشبه 'سن المنشار'، يغيّر من طريقة انعكاس الموجات الصوتية عند تسليطها عليها من عدة زوايا. هذه البنية الدقيقة تسمح للموجات بدفع الجسم المرتبط بالمادة وتدويره كما يشاء الباحث، فقط عبر الصوت. ويوضح تشانغ: 'من خلال توجيه موجات صوتية دقيقة نحو المادة، أستطيع دفع أو تدوير الأجسام المرتبطة بها بدقة متناهية، وبدون أي تلامس'. تمهد هذه التقنية الطريق لتطبيقات متعددة، من بينها، تجميع هياكل تحت الماء دون تلامس مباشر، وتوجيه المركبات الروبوتية في البيئات المائية، وتوصيل الأدوية إلى مناطق يصعب الوصول إليها داخل الجسم، وتطوير أدوات جراحية غير تداخلية. ويؤكد تشانغ أن هذه التقنية قادرة على تقليل التلوث أو الأضرار في البيئات الحساسة، كونها لا تعتمد على الاحتكاك المباشر. تصنيع دقيق بتكلفة منخفضة واحدة من أبرز التحديات كانت تصنيع المادة بدقة عالية وبسعر معقول. فطرق التصنيع التقليدية لا توفر الخصائص المطلوبة، وغالباً ما تكون مرتفعة التكلفة. لكن تشانغ نجح في تطوير نهج تصنيع جديد يجمع بين الدقة العالية والتكلفة المنخفضة، إلى جانب تحقيق تباين صوتي كبير بين المادة والماء، وهو ما يُعدّ عاملاً حاسمًا في فاعلية المواد الخارقة المغمورة. ويقول في هذا السياق: 'ما طورناه لا يتميز فقط بسهولة التصنيع وانخفاض التكاليف، بل يُحقق أيضاً دقة عالية وتبايناً صوتياً كبيراً، وهو ما نحتاجه تماماً للعمل تحت الماء'.

الغد

منذ 2 أيام

• الغد

انتصارات وهزائم التشجير في العالم

د. محمود أبو فروة الرجبي اضافة اعلان يخسر العالم سنويًا عشرة مليارات شجرة، ومع مرور الوقت ستفقد البشرية الغابات "رئة الكوكب" ولن نأتي بجديد عندما نتحدث عن قدرة الغابات على تنظيم المناخ، وتنقية الهواء، وإنتاج الأكسجين، وتحفيز تخزين الـمياه الجوفية، ودعم التنوع الحيوي، وفي الوقت نفسه فإنها تعد مصدرًا كبيرًا للدواء والغذاء، والترفيه، وغيرها من الفوائد، ومع ذلك، لا تبذل دول العالم جهوداً كافية من أجل وقف استنـزاف الغابات، باستثناء بعض الدول القليلة التي تقوم بمشاريع تحريج ضخمة وعلى رأسها الصين.وتأكيدًا لما قيل سابقًا نذهب إلى دراسة بعنوان: (Mapping tree density at a global scale) وترجمتها للعربية: (رسم خريطة كثافة الأشجار على نطاقٍ عالمي لـ(T. W. Crowther) وآخرون، وهي منشورة في مجلة "Nature"، وتقدم "أول خريطةٍ مستمرةٍ مكانيا لكثافة الأشجار على نطاقٍ عالمي. تظهر هذه الخريطة أن عدد الأشجار على مستوى العالم يقدر بحوالي 3.04 تريليون شجرة، وهو رقمٌ يفوق التقديرات السابقة بمقدار عشرة أضعاف، واستنادًا إلى الدراسة نفسها، فإنه يتم قطع أكثر من 15 مليار شجرة سنويا، كما أن العدد الإجمالي للأشجار على الأرض قد انخفض بنسبةٍ تقدر بحوالي 46 % منذ بداية الحضارة البشرية"، وقد أشار فريق الدراسة السابقة إلى أن كل إنسان على الأرض لديه 420 شجرة في النظام البيئي، وتواصل الدراسة عرض أرقامها وتشير إلى أن العالم يخسر عشرة مليارات شجرة سنويا، نتيجة قطع 15 مليارًا وزراعة 5 مليارات فقط."وفي مقابل هذا الاستتزاف الشجري، ننتقل إلى تجارب ناجحة في التشجير والزراعة، علمًا أن الصين تعد من الدول الرائدة في مشاريع زراعة الصحراء ومكافحة التصحر، ولديها مشروع "السور الأخضر العظيم في الصين " (Great Green Wall of China). الذي أطلق في العام 1978، ويعد من أكبر المشاريع البيئية في التاريخ، ويهدف إلى إنشاء حزام أخضر يمتد لأكثر من 4,500 كيلومتر عبر شمال الصين للحد من زحف الصحراء، وقد استخدمت فيه تقنية "زراعة الرمال"، من خلال مادة طينية تسمى "Starch-based colloid" تخلط مع الرمال لتتحول إلى تربة خصبة، ويقال إن التجربة أثبتت نجاحها في صحراء أوردوس حسب المصادر الصينية، حيث تمكنوا من زراعة أنواع متعددة من المحاصيل، مثل الذرة والبطيخ، والنتائج حتى عام 2022 مذهلة، إذ إن بعض التقارير تشير إلى " الصين تمكنت من تأهيل مئات آلاف الكيلومترات المربعة، ويقدر البعض أنها تجاوزت 300,000 كم² - حسب بعض المراجع التي تحتاج لتأكيد أكبر- وإذا صحت هذه الإحصائية"فإن هذه المساحة تعادل مساحة دولة مثل إيطاليا تقريبًا، وهذا أدى إلى تقليص معدل زحف الصحراء بنسبة عالية في بعض المناطق المتأثرة مقارنة بالعقود السابقة، وفي أماكن أخرى مثل منطقة نينغشيا ومنغوليا الداخلية، تحولت أراضٍ كانت شبه ميتة إلى مزارع خضراء.وهناك السور الأخضر الكبير في أفريقيا ،(Great Green Wall of Africa) والممتد عبر أكثر من عشرين دولة من السنغال غربا إلى جيبوتي شرقا، وقد تم للآن زراعة عدد متواضع من الأشجار لا يزيد على 18 مليون شجرة، وفي الهند قام أكثر من 800 ألف متطوع في ولاية براديش بزراعة 50 مليون شجرة في يوم واحد في يوليو 2016، وبخصوص أثيوبيا فإنها تهدف إلى "زراعة 20 مليار شجرة، وقد زرعت بالفعل أكثر من 9 مليارات شجرة حتى 2023 بحسب التقارير الرسمية." وقد أطلقت السعودية مشروعًا طموحًا لزراعة 10 مليارات شجرة داخل السعودية، بينما تعمل البرازيل على مشروع لإعادة تشجير أكثر من عشرة ملايين دونم من أراضي الامازون بمشاركة من منظمات دولية متعددة، مثل منظمة WWF (World Wide Fund for Nature)، بينما نجحت الباكستان للآن في زراعة 1.5 مليار شجرة ابتداء من عام 2014، وهناك مشاريع متعددة في أماكن مختلفة في العالم، من المؤمل أن تقلل من فاقد العشرة مليارات شجرة سنويًا، وربما نصل إلى مرحلة يتوقف فيها هذا النزيف.وننتقل إلى بلدنا الأردن، فوفقًا لتقرير أعدته الصحفية "بشرى نيروخ" من وكالة الأنباء الأردنية بترا، فإن "مساحة الأراضي الحرجية في الأردن تبلغ مليونا و67 ألف دونم تقريبًا، منها 880 ألف دونم مغطاة بالأشجار الحرجية، أي ما يعادل 1 بالمائة من مساحة المملكة وهي نسبة بسيطة جدًا مقارنةً بالمساحات المغطاة في البلدان الأخرى" وفي التقرير نفسه تم الإشارة إلى أنه ومنذ تأسيس إمارة شرق الأردن وللآن تم النجاح بتحريج حوالي 450 ألف دونم، مع التنويه إلى أن وزارة الزراعة تنتج ثلاثة ملايين غرسة سنويًا من الأشجار الحرجية، يتم توزيعها بالمجان على كامل مكونات الدولة الأردنية.ومع كل ما استعرضناه سابقًا، يظهر أننا يجب أن نبني على انجازاتنا الأردنية السابقة في مكافحة التصحر، وزراعة الأشجار، ولا بد أن نزيد من معدل التحريج سنويًا، رغم التحديات المائية التي نواجهها، حتى نصل إلى أردن أخضر كما كنا نطمح دائمًا، ولا بد من الإطلاع على تجارب الدول الأخرى وخاصة الصين التي نجحت في كبح جماح الصحراء في أماكن نادرة الـمياه، تشبه لحد ما ما نعاني منه في بلدنا العزيز الأردن.من أهم معاركنا أن نزيد مساحة الغطاء الأخضر، وأن نوقف التصحر، ونتمكن من تحسين البيئة في بلدنا الغالي، ووطننا العربي العزيز، وهذا هدف استراتيجي، لا بد أن نصل إليه ذات يوم، لنشارك العالم في وقف نزيف العشرة مليارات شجرة سنويًا، لذلك، فلنجعل من كل شجرة نزرعها شهادة أملٍ للأجيال القادمة.