يحاول باحثون في جامعة “خليفة” بدولة الإمارات العربية المتحدة، استكشاف استخدام جديد لـ”الغرافين الكربونية”، والتي يشار لها باسم المادة “المعجزة والعجيبة”.
وتتميز “الغرافين” بأنها أرق بمليون مرة من شعرة الإنسان الواحدة، وفي ذات الوقت تعتبر أقوى من الفولاذ، وفقاً لتقرير نشرته شبكة “CNN”.
إنتاج مياه الشرب
يوضح التقرير، أن الاستكشاف الذي يقوم به الخبراء، يرتبط بمدى إمكانية إنتاج مياه الشرب من خلالها.
“الغرافين”؛ مادة مستخرجة من الأرض، خفيفة الوزن للغاية ومرنة.
لدى هذه المادة، القدرة على تقديم تقنيات تحويلية عبر الصناعات من الإلكترونيات إلى النقل.
يقول حسن عرفات، المدير الأول لمركز أبحاث “الغرافين” في جامعة خليفة: “في الإمارات كل المياه الصالحة للشرب لدينا، هي في الواقع مياه محلاة”.
وأكمل: “لذا فهي قطاع بالغ الأهمية للاقتصاد والمجتمع، على حد سواء”.
تختصر عملية “تحلية المياه” بإزالة الملح من مياه البحر، وتنقية المياه فيما بعد لجعلها صالحة للشرب.
ولا يقتصر الأمر على أهمية المياه المحلاة في الإمارات فحسب، إذ يعتمد أكثر من 300 مليون شخص على مستوى العالم عليها.
أشار عرفات، إلى أن تغير المناخ والتلوث يهددان “إمداداتنا المحدودة من المياه العذبة”، فإن العدد المذكور سيرتفع.
مشيراً، إلى تحدٍ يلوح في الأفق يتعلق بـ”التحلية” من زاوية أنها مكلفة، وتستهلك الكثير من الطاقة.
دور مادة “الغرافين”
يأتي دور مادة “الغرافين” بالنظر إلى التحديات المذكورة، ويوضح عرفات، أنه يعمل على غشاء معزز بالمادة.
يستطيع الغشاء أن يجعل العملية أكثر كفاءة وأقل تكلفة. مضيفاً: “شهدنا هذا العام عدداً هائلاً من الكوارث بسبب تغير المناخ”.
كما أوضح: “يعد نقص المياه مشكلة عالمية، ويزداد سوءاً يوماً بعد يوم”.
مردفاً: “إن معرفة أننا نساهم في حل هذه المشكلات أمر مُرضٍ للغاية”.
آلية تحلية المياه
تم تأسيس مركز الأبحاث والابتكار لمادة “الغرافين” والمواد ثنائية الأبعاد “RIC2D” بجامعة خليفة في عام 2022.
تم ذلك، باستثمارات من حكومة أبوظبي، لمواصلة البحث في ابتكارات المادة وإنتاجها.
ويوضح عرفات أن “الغرافين” يمكن أن يطيل عمر الغشاء، عن طريق منع “القاذورات”.
وهو ما يحدث عندما تتراكم البكتيريا على المرشح وتؤدي إلى تدهور الجودة، قاصداً آلية تحلية المياه التي يعملون عليها بالأصل.
ويضيف، أن استخدام “الغرافين” يعزز أداء المرشحات، ويمكن أن يساعد في تقليل استخدام الطاقة وخفض تكاليف تحلية المياه.
ويتابع: “حتى بكميات صغيرة، تعمل مادة (الغرافين) هذه على تحسين أداء الأغشية بشكل كبير من حيث إنتاج الماء”.
في الوقت الحالي دخلت الأغشية الخاصة بتحلية المياه في مرحلة التطوير.
وسيتم إنتاجها وتوسيع نطاقها في العام المقبل، بجامعة مانشستر بالمملكة المتحدة، شريك “RIC2D” في أبحاث “الغرافين”، وفق عرفات.
ويشير عرفات، إلى أنه وبعد ذلك سيتم اختبار الأغشية في محطة تحلية المياه.
جهود أخرى
يورد تقرير “CNN” جهوداً أخرى لاستكشاف “الغرافين” من أجل تحلية المياه.
من بين الجهود، تلك التي تقوم بها شركة “Watercycle Technologies”، إذ تعمل تطوير أغشية معززة بالمادة لإزالة معادن معينة من الماء.
في غضون ذلك، يستكشف مركز الأبحاث والابتكار لـ”الغرافين” والمواد ثنائية الأبعاد “RIC2D”، أيضاً تطبيقات أخرى للمادة.
على سبيل المثال، مواد البناء المستدامة، مع إمكانية تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وحلول الطاقة الهيدروجينية المتجددة.