ابتكار علمي جديد

ابتكر علماء صينيون مادة ضوئية-حرارية ثلاثية الأبعاد عالية الكفاءة، مكنتهم من تبخير مياه البحر بالطاقة الشمسية بكفاءة غير مسبوقة، حيث خفضت استهلاك الطاقة بنسبة 45.7%، وسجلت معدل تبخير قياسياً بلغ 38.14 كيلوغراماً لكل متر مربع في الساعة.

تحديات التقنية التقليدية

أشار الفريق البحثي المشترك من معهد هندسة العمليات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم وجامعة شنتشن إلى أن تقنية التبخير بالطاقة الشمسية تعد من الحلول الواعدة لتحلية مياه البحر، إلا أن تطبيقها على نطاق واسع يواجه صعوبات تتعلق بجمع الكفاءة العالية والمتانة والاستقرار والجدوى الاقتصادية في آن واحد.

الحل التقني المبتكر

استغل الباحثون الخصائص البنيوية للهياكل المجوفة متعددة الأغلفة (HoMS)، وطوروا إستراتيجية تعتمد على إدخال سلاسل جزيئية للبوليمرات داخل الأغلفة المسامية لهذه الهياكل بطريقة تشابكية تشبه «القفل الجزيئي»، مما أدى إلى توزيع متجانس للجسيمات النانوية داخل بنية ضوئية-حرارية ثلاثية الأبعاد، مكوناً تركيباً هرمياً يشبه «الغابة النانوية»، منع تكتل الجسيمات وعزز كفاءة نقل المياه.

نتائج مبهرة

أظهرت الاختبارات أن البنية الجديدة تحقق امتصاصاً واسعاً لأشعة الشمس بنسبة 90.2%، وتخفض استهلاك الطاقة للتبخير بنسبة 45.7%، كما حافظت على استقرار أدائها لمدة عام كامل، وأثبتت جدواها في إنتاج مياه الشرب وري المحاصيل الزراعية، حيث نجحت عدة محاصيل مثل الذرة والخضراوات الورقية في إكمال دورة نموها بالكامل في أرض تجريبية مساحتها خمسة أمتار مربعة.