ابتكار أمريكي جديد في جمع المياه من الهواء
طور باحثون في جامعة تكساس في أوستن طريقة جديدة مبتكرة يمكنها استخراج حوالي 14 لترا (4 جالونات) من مياه الشرب النقية يوميا مباشرة من الهواء، باستخدام كيلوغرام واحد فقط من المواد العضوية اليومية مثل بقايا الطعام والأصداف البحرية، هذه الطريقة تحول هذه المواد إلى "هلاميات حيوية مفعلة جزيئيا" قادرة على جمع المياه مباشرة من الغلاف الجوي.
تحويل المواد الطبيعية إلى جهاز لجمع المياه
قال ويكسين جوان، الباحث الرئيسي في الدراسة: "تمنحنا هذا المواد طريقة للاستفادة من أكثر الموارد الطبيعية وفرة لإنتاج الماء من الهواء في أي وقت وفي أي مكان"، وأشار غويهوا يو، أستاذ في معهد المواد بجامعة تكساس، إلى أن هذه الطريقة تتيح تحويل مجموعة متنوعة من المواد الطبيعية إلى مواد امتصاص عالية الكفاءة.
عملية مكونة من خطوتين لزيادة الفعالية
طور فريق البحث طريقة لتعديل السكريات الطبيعية على المستوى الجزيئي لتعزيز قدرتها على امتصاص الرطوبة من الهواء وإطلاقها بسهولة عند تسخينها، تشمل هذه العملية إضافة مجموعات استجابة للحرارة ومجموعات زويتيريونية (زئبقية الأيونات) للمادة، وهذا يجعل المواد أكثر استجابة للتغيرات في درجات الحرارة، مما يحسن قدرتها على امتصاص وتخزين المياه.
الاستخلاص المبتكر للمياه عند درجات حرارة منخفضة
تمكن المواد المعدلة من امتصاص الرطوبة من الهواء في درجات حرارة معتدلة، وعند تعرضها لتسخين خفيف (حوالي 60°C)، يتم تحرير المياه المخزنة بشكل نقي، يعتبر هذا العتبة الحرارية هامة لأنه يمكن تحقيقها بوسائل مستدامة مثل الطاقة الشمسية أو الحرارة الناتجة عن العمليات الصناعية.
اختبارات حقلية تؤكد فاعلية النظام
أظهرت اختبارات حقلية أن كيلوغراما واحدا من مادة الهلام يمكن أن ينتج حتى 14.19 لترا من المياه يوميا، وتتفوق هذه النتيجة بشكل كبير على العديد من تقنيات جمع المياه الجوية الحالية، التي تنتج عادة ما بين 1 و5 لترات فقط يوميًا لكل كيلوغرام، كما نجح الباحثون في إثبات فعالية هذا النظام باستخدام السليلوز والنشا والكيتوزان، مما يعني أنه يمكن إعادة استخدام مجموعة واسعة من المواد العضوية لجمع المياه.
تقنية مبتكرة تناسب جميع الظروف القاحلة
على عكس العديد من تقنيات جمع المياه الحالية التي تعتمد على مستويات رطوبة عالية، يمكن لهذه الطريقة الجديدة استخراج كميات كبيرة من المياه حتى في البيئات القاحلة، وصرح يو قائلاً: "يفتح هذا أفقا جديدا تماما للتفكير في جمع المياه المستدامة، مما يمثل خطوة كبيرة نحو أنظمة جمع المياه العملية للمنازل والمجتمعات الصغيرة".
استدامة وسهولة التطبيق في الحياة العملية
أكد فريق البحث على استدامة هذه العملية، حيث إن الهلاميات الحيوية المصنوعة من الكتلة الحيوية قابلة للتحلل الحيوي ويمكن إنتاجها من مواد متاحة بسهولة كانت ستلقى في النفايات، ويعمل الفريق حاليا على توسيع الإنتاج وتصميم أنظمة أجهزة للاستخدام التجاري، بما في ذلك أجهزة جمع المياه المحمولة وأنظمة الري الذاتية والمعدات الطارئة لمياه الشرب.
يُعتبر هذا الابتكار خطوة هامة نحو تطوير تقنيات جمع المياه من الهواء بطريقة مستدامة وفعالة، مما يفتح آفاقا جديدة لتحسين الوصول إلى المياه في المناطق النائية والجافة.
