تقنية صينية جديدة تنقى الهواء بطاقة الضوء

نجح فريق من العلماء الصينيين في جامعة جيلين بإشراف البروفيسور يو جيهونج في ابتكار مادة جديدة متطورة قادرة على استخدام طاقة الضوء لتنقية الهواء ، وتتميز هذه التقنية بقدرتها على جذب جزيئات الغبار، الفيروسات، والميكروبات والملوثات المحمولة في الهواء ، واحتجازها بكفاءة عالية دون الحاجة لمصدر طاقة خارجي ، ويأتى هذا ابتكار ليفتح المجال أمام تطوير أقنعة وأجهزة تنفس قادرة على العمل بكفاءة لفترات طويلة.

قال البروفيسور يو جيهونج : إن أنظمة ترشيح الهواء التقليدية تتراجع كفاءتها تدريجيًا مع الاستخدام، بينما يستطيع النظام الجديد الحفاظ على قدرته على تنقية الهواء لفترات أطول بفضل اكتسابه شحنة كهربائية ساكنة عند تعرضه لضوء داخلي منخفض الشدة نسبيًا ، وأوضح الباحثون أن معظم الكمامات ومرشحات تنقية الهواء تعتمد على ألياف وهياكل غير منتظمة تعمل على احتجاز الغبار والهباء الجوي والميكروبات والملوثات الأخرى، إلا أن المسام الموجودة داخل هذه المرشحات تتعرض للانسداد بمرور الوقت، ما يؤدي إلى انخفاض كفاءتها والحاجة إلى استبدالها بصورة متكررة .

تختلف المرشحات الكهروستاتيكية المستخدمة في بعض أنظمة تنقية الهواء الصناعية، إذ تعتمد على أقطاب كهربائية تمنح الجزيئات والميكروبات والفيروسات شحنة تسمح بجذبها وإزالتها من الهواء بواسطة المجالات الكهربائية ، ونجح الفريق الصيني في محاكاة هذا المبدأ باستخدام مادة تتكون من غشاء من البولي بروبيلين، إلى جانب طلاء كهروإجهادي خاص مصنوع من مادة بوليمرية وجزيئات من سبيكة الجاليوم والإنديوم.

تعمل المادة الجديدة على امتصاص ضوء الشمس أو الإضاءة الاصطناعية التي تصل إلى سطح المرشح، ثم توظف الطاقة الضوئية في شحن سلاسل البوليمر القريبة بشحنة كهربائية موجبة، بما يساعد على التقاط الجزيئات الموجودة في الهواء واحتجازها  ، وأظهرت الاختبارات قدرة المادة على التقاط جزيئات دقيقة من الملح والرماد يصل قطرها إلى مئات النانومترات، كما حافظ المرشح على كفاءة مرتفعة بعد الاستخدام المتواصل.

وبحسب نتائج الاختبارات، لم تتراجع كفاءة ترشيح الهواء بعد شهر كامل من الاستخدام إلا بنحو 1% مقارنة بمستواها الأولي، وهو ما يشير إلى إمكانية استخدام المادة مستقبلًا في تصنيع أقنعة قابلة لإعادة الاستخدام وأنظمة محمولة لتنقية الهواء لا تحتاج إلى مصدر طاقة مستقل ، وأنظمة ترشيح مستدامة للمباني والبيئات المغلقة التي تتطلب تنقية مستمرة للهواء وتقليل مستويات الضباب الدخاني والملوثات

يمثل هذا الابتكار قفزة نوعية في مجال التكنولوجيا البيئية المستدامة، حيث يقدم حلاً ذكياً واقتصادياً لأزمة تلوث الهواء العالمية ، حيث يمهد هذا البحث الصيني الطريق لجيل جديد من وسائل الحماية الفردية والأنظمة البيئية التي تجمع بين كفاءة الأداء والمحافظة على الموارد، مؤكداً أن المستقبل يتجه نحو تقنيات أكثر تناغماً مع الطبيعة وأقل استهلاكاً للطاقة التقليدية.