العلماء يستكشفون "بصمات الليزر" لتحويل الأشجار إلى وقود للطائرات وتخزين الكربون

ليزر LIBS يكشف سر تحويل الأشجار إلى وقود للطائرات وتخزين الكربون

عمد الباحثون على استكشاف إمكانية استخدام الأشجار كمصدر مستدام للوقود الحيوي في المستقبل لتطبيقات مثل تشغيل الطائرات والمركبات الثقيلة، في هذا السياق يقود العلماء في مختبر أوك ريدج الوطني استخدام تقنيات التحليل الطيفي بالليزر (LIBS)، التي توفر رؤى قيمة حول التكوين العنصري للنباتات والتربة، مما يمهد الطريق لتحقيق تقدم في أبحاث الطاقة الحيوية وتخزين الكربون.

استخدام تقنية LIBS في دراسة النباتات

أكد العلماء في بيان صحفي أنهم يعتقدون أن هذه التقنية قد تساعد في تطوير التكنولوجيا الحيوية التي تساعد المزارعين على زراعة محاصيل الطاقة الحيوية بشكل أكثر استدامة، كما قد تساعد العلماء المتخصصين في المناخ على فهم كيفية استجابة النباتات للتغيرات البيئية، بما في ذلك حرائق الغابات.

تم تعديل تقنية LIBS من قبل الباحثة "مادافي مارتن" وفريقها لتحليل العينات البيولوجية. تنطوي هذه الطريقة المبتكرة على إنشاء "بصمات كيميائية" فريدة للنباتات، مما يجعلها أداة قوية لفهم العناصر المختلفة التي تساهم في نمو النباتات.

تفوق LIBS على تقنيات التحليل التقليدية

تعتبر تقنية LIBS أكثر فعالية مقارنةً بأساليب التحليل التقليدية. كما أضاف العلماء في بيانهم أن LIBS مفيد بشكل خاص لاكتشاف العناصر الخفيفة التي تهم علماء الأحياء، مثل النيتروجين والكربون.

من خلال تحديد العناصر المحددة الموجودة في النباتات، يمكن للعلماء اكتساب فهم أعمق حول نمو النباتات، إمكانيات تخزين الكربون، ومدى ملائمة النباتات المختلفة لإنتاج الوقود الحيوي.

سرعة ودقة تقنية LIBS

تتميز تقنية LIBS بالسرعة والكفاءة العالية، حيث تتطلب الحد الأدنى من التحضير للعينات وتوفر نتائج عالية الدقة في غضون أجزاء من الألف من الثانية. بفضل هذه السرعة، يمكن للباحثين تحليل أكثر من 100 عينة في اليوم الواحد، مما يسرع من وتيرة الاكتشافات.

ووفقا للعلماء، فإن القدرة على تحديد العناصر بدقة وسرعة في النباتات والتربة تساهم بشكل كبير في زيادة فهمنا للعلاقات بين ما يحدث فوق الأرض وتحتها.

تحسين تقنية LIBS لتطبيقات ميدانية

تمكن الفريق من إثبات فعالية تقنية LIBS في تحليل نباتات مثل "سويت جراس" و"القرطاس"، وهما من المحاصيل الواعدة للطاقة الحيوية. يعتبر "سويت جراس"، الذي يعد موطنه الأصلي في أمريكا الشمالية، نباتا قويا يمكنه النمو في بيئات متنوعة، مما يجعله مرشحا مثاليا للطاقة الحيوية وتخزين الكربون.

أما أشجار "القرطاس" التي تتميز بنموها السريع وتركيبها الجيني البسيط، فهي أيضًا ذات إمكانات كبيرة لتطبيقات الطاقة الحيوية.

تمكن الفريق من تحليل عينات جذور وسيقان هذه النباتات بدقة، مما كشف عن عدد من العناصر الغذائية الرئيسية.

تطبيقات جديدة لتقنية LIBS

في خطوة مفاجئة، استخدمت الباحثة "مارتن" تقنية LIBS في التحقيق في جريمة قتل، حيث تمكنت من تحليل عينات خشب من مسرح الجريمة وتقديم أدلة حاسمة ساهمت في إدانة الجاني. يبرز هذا التطبيق غير المتوقع الإمكانيات الواسعة لتقنية LIBS في مجالات متعددة.

يواصل "مارتن" وفريقها استكشاف حدود جديدة باستخدام LIBS، بما في ذلك دراسة العلاقات المعقدة بين الفطريات والنباتات.