نجح باحثون من جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا، في ابتكار وتطوير أغشية ومواد صديقة للبيئة، لمعالجة مياه الصرف، وإزالة قطرات النفط، والأصباغ، والعناصر الغذائية الفائضة عن الحاجة، إضافة إلى امتصاص الملوثات من المياه.
وتفصيلاً، طوّر فريق جامعة خليفة البحثي غشاءً مصنوعاً من مادة نانوية ومُركب حمض البوليلاكتيك، بهدف إزالة العناصر الغذائية الفائضة عن الحاجة من مياه الصرف، حيث يقوم مبدأ عمل الغشاء على الامتصاص، وقد استعان الفريق بمادة نانوية تتكون من أنبوب نانوي مصنوع من أكسيد الغرافين، والعديد من الجدران الكربونية المشحونة بشحنات موجبة، بهدف إزالة نيتروجين الأمونيا والفوسفور من مياه الصرف، وبالتالي تعزيز نفاذية المياه، فيما يتم التقاط العناصر الغذائية في مسام الأنابيب النانوية على سطح الغشاء.
إزالة الأصباغ
وفي ابتكار ثانٍ، قام فريق بحثي من جامعة خليفة بتطوير مادة جديدة تسهم في إزالة الأصباغ من مياه الصرف الصناعية، بالاستعانة بفكرة مستوحاة من محار البحر، حيث طوّر الباحثون المادة الجديدة من بوليمر يُسمى «بوليدوبامين» المعدل بسائل أيوني، لتتشكل بذلك مادة ماصة قادرة على التقاط الملوثات الأيونية من المياه.
وأشار الفريق البحثي إلى أن محار البحر قادر على إلصاق نفسه بمجموعة متنوعة من الأسطح، بالاستعانة بخيوط بروتينية تحتوي على مادة الدوبامين، حيث تعمل كمادة لاصقة طبيعية، فيما تعد مادة البوليدوبامين بوليمراً اصطناعياً يحاكي تركيب الدوبامين الموجود في بروتينات محار البحر، حيث تتميز بالقدرة على طلاء مجموعة متنوعة من الأسطح، مع إمكانية إجراء التعديلات على الأسطح.
إزالة النفط من المياه
ونجح الابتكار الثالث في دمج كرات ثاني كبريتيد الموليبدينوم النانوية مع مصفوفة أسيتات السليلوز، حيث تتميز الكرات النانوية بقدرتها على صد المياه وجذب قطرات النفط، في حين يتميز بوليمر أسيتات السليلوز بأنه سريع الالتصاق بالمياه. وقد تم تصميم الغشاء بأسلوب مزدوج مائي مضاد للمياه في الوقت نفسه، الأمر الذي يؤهله لالتقاط قطرات النفط الموجودة داخل كميات كبيرة من المياه. ويعالج الابتكار مشكلة صعوبة الكميات الكبيرة من مياه الصرف الصناعية الملوثة بقطرات النفط، بسبب دقة تلك القطرات وانتشارها في جميع أجزاء المياه، حيث تشهد الأغشية التقليدية انخفاضاً في مستوى فعالية فصل قطرات النفط المتراكمة عن المياه، وهي المشكلة التي نسعى إلى إيجاد حل لها.
وأكد الباحثون، أن طبيعة الغشاء المزدوجة تتميز بقدرتها على التخلص من الملوثات التي تسببها القطرات النفطية، وتم إثبات قدرة الغشاء في عمليات الفصل في العديد من الاختبارات بنسبة التقاط لقطرات النفط المتغلغل في مياه الصرف وصلت إلى 90%، لافتين إلى أن هذه الأغشية تتميز بالاستدامة والاستقرار، الأمر الذي يجعلها قابلة للاستخدام بشكل متكرر، دون فقدان فعاليتها في الأداء.
الغرافين الرملي
كما نجح فريق رابع في تطوير مادة الغرافين الرملي القادر على امتصاص الملوثات من مياه الصرف الصناعية بالاستعانة بمصدرين طبيعيين متوافرين بكثرة في الدولة، هما الرمل والتمر، حيث قام الفريق البحثي بالاستفادة من عصارة التمر التي تستخدم لاستخراج الكربون اللازم لإنتاج الغرافين، حيث يعتبر الغرافين الرملي مادة صديقة للبيئة قابلة للتطوير في مجال تنقية المياه، لما لها من قدرة على الامتصاص تفوق نظيراتها من المواد المصنوعة من الغرافين.
واعتمد الفريق البحثي في تحليل عصارة التمر على عملية «التحلل الحراري»، وهي عملية التحلل الكيميائي للمواد العضوية عند درجات حرارة مرتفعة في غياب الأكسجين، حيث يتضمن التحلل تغيراً كيميائياً في تركيب مادة الغرافين، يصاحبه الالتصاق بالرمل دون الحاجة إلى عوامل كيميائية خارجية.
جدير بالذكر أن جامعة خليفة حصلت على المركز الأول على مستوى الدولة، للعام الثاني على التوالي، وضمن أفضل 40 جامعة على مستوى آسيا، حسب تصنيف مؤسسة «كيو إس» للجامعات العالمية في مجال الاستدامة 2024، من أصل نحو 1400 مؤسسة أكاديمية مُدرَجَة ضمن هذا التصنيف.
وفي معيار التأثير البيئي ضمن التصنيف، جاءت جامعة خليفة ضمن أعلى 200 جامعة عالمياً، ويسلط هذا التصنيف الضوء على الوسائل المختلفة التي تنتهجها جامعات العالم لاتخاذ إجراءات تهدف إلى التصدي لأهم القضايا التي يواجهها العالم في ما يتعلق بالبيئة والتأثيرات الاجتماعية والإدارية.
. فريق بحثي يطور مادة جديدة تسهم في إزالة الأصباغ من مياه الصرف الصناعية، بالاستعانة بفكرة مستوحاة من محار البحر.