6 تقنيات للمستقبل يطورها العلماء

6 تقنيات للمستقبل يطورها العلماء

نحل آلي ووقود بحري للسفن ومياه شرب نظيفة في 20 دقيقة
الاثنين - 15 جمادى الأولى 1443 هـ - 20 ديسمبر 2021 مـ رقم العدد [ 15728]

«كريسبر»، و«كوانتوم» و«غرافين»، والغبار الذكي والـ«ميتافيرس»... تقنيات لا بدّ أنكم سمعتم بها. ولكنّ التقنية تتغيّر باستمرار ولا بدّ من إدارة وتحديث المعارف القيّمة بانتظام. وإليكم هذه اللائحة التي وضعها خبراء أميركيون، تضمّ تقنيات - اخترنا منها 6 - ستحدث خضّات كبيرة في المستقبل مع أنّها لم تكتسب شعبيّة بين النّاس بعد.


1- نحل آلي لتلقيح المحاصيل

يتسبب التغيّر المناخي في قتل النحل الذي نحتاجه لتلقيح 35 في المائة من المحاصيل الضرورية لتلبية الحاجات الغذائية التي تضمن استمرارنا.

لهذا السبب، يسعى العلماء لتطوير نحلٍ آلي لتلقيح النباتات كما تفعل النحلة الحقيقية وتتولّى فكرة التطوير هذه سلسلة متاجر «وول مارت» الأميركية.

لا تزال المعلومات حول هذا المشروع شحيحة ولكنّ معظم الباحثين يقدّرون أنّ تطوير النحل ممكن عبر وصل شعرة حصان مغطاة بجلّ (مادة هلامية) مصنوع من سائل أيوني، بطائرة درون صغيرة، لكي تلتقط هذه الشعرة حبّة اللقاح من زهرة وتنقلها إلى أخرى. وتجدر الإشارة إلى أنّ باحثي هارفرد يعملون منذ وقتٍ بعيد على تطوير ما يعرف بـ«روبو بيز» باستخدام تقنيات كهذه، وفقاً لصحيفة «وول ستريت جورنال».


2- وقود للسفن من ماء البحر

عندما يتعلّق الأمر بالطاقة، يُعدّ البحر مصدراً هائلاً وغير مستغلّ لها، لا سيّما أنّه لن ينضب في وقت قريب في ظلّ ذوبان جليد القطب الشمالي. يشير العلماء إلى أنّ مياه البحر يمكن استخدامها بشكلٍ فعّال لتزويد السفن بالوقود.

تستخدم هذه التقنية محفّز الموليبدنوم الكربيد المعزّز بالبوتاسيوم لاستخراج ثاني أكسيد الكربون من مياه البحر وتحويله إلى أحادي أكسيد الكربون ثم يصار إلى تحويل أحادي أكسيد الكربون إلى هيدروكربونات سائلة بواسطة عملية فيشر - تروبش. تستطيع السفن استخدام هذه الهيدروكربونات بدل الوقود المحمول على متنها والمعروف بمخاطره الكبيرة.

يتسبب الوقود المستخدم اليوم لتشغيل آلاف السفن التي تعبر البحار والمحيطات بتلوّث هائل. ولكنّ تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد كيميائية وأنواع وقود ذات قيمة مضافة من شأنه أن يقلّل انبعاثات غازات الدفيئة التي تنتجها السفن بشكلٍ ملحوظ على المدى الطويل.

في المقابل، توجد الكثير من المسائل التي تتطلّب حلّها قبل الدخول في وسائل بحرية أكثر صداقة للبيئة. أولاً، يبلغ تركيز ثاني أكسيد الكربون في مياه البحر نحو 100 ملغم في اللتر الواحد، ولكنّه متواضعٌ جداً. ولهذا يحتاج مشروع التحويل المذكور إلى معالجة نحو 45 مليون متر مكعّب من المياه لتشغيل سفينة سياحية لنحو أسبوع، وفقاً لدورية «إنيرجي أند أنفايرونمنتال ساينس).


3- ليزر لتسريع الطباعة التجسيمية

لا تزال الطابعات الثلاثية الأبعاد باهظة الثمن للنّاس العاديين. ومن جهة أخرى فإنها لا تزال غير متطوّرة وسريعة بالمستوى المطلوب لأعمال الشركات الصناعية الكبرى. ولكنّ هذا الأمر قد يتغيّر في السنوات القليلة المقبلة بعد أن طوّر العلماء وسيلة تستخدم الليزر لإسقاط ملايين النقاط في نفس الوقت على مادّة للطباعة الثلاثية الأبعاد بدل استخدام نقطة واحدة في كلّ مرّة. ولأنّهم ليسوا بارعين في التسويق، أسموه وفقاً لمجلة «ساينس»، باسم «إسقاط الفيمتوثانية للطباعة الحجرية الثنائية الفوتونFemtosecond Projection Two - Photon Lithography.

لفهم هذا النوع من الطباعة، تخيّلوا ببساطة استخدام مليون إبرة محمّاة ساخنة لإذابة كتلة شمعية بدل استخدام إبرة واحدة... هذا يعني أنّ طباعة هياكل متناهية الصغر بالأبعاد الثلاثية بات ممكناً باستخدام بسرعة أكبر بكثير (ألف مرّة) مع ضمان تقديم نوعية بناء جيّدة.


4- «لاي - فاي» لنقل البيانات بسرعات أعلى

يعبّر اسم هذه التقنية عنها: صُممت لاي - فاي LiFi لاستخدام الضوء لنقل المعلومات من النقطة «أ» إلى النقطة «ب»، وتعمل من خلال تشفير البيانات الرقمية وتشغيل وإطفاء مصابيح «ليد» بسرعة أكبر من أن يستطيع البشر ملاحظتها. بعدها، يسافر الضوء إلى متلقٍ ضوئي يفكّ تشفير البيانات ويحوّلها إلى تردّدات راديو تقليدية حالية (واي - فاي، 4G، 5G...).

تنطوي هذه الطريقة في نقل البيانات على فوائد كثيرة، لا سيّما أنّ استخدام الضوء يضمن نقلها بسرعة فائقة تصل إلى 100 غيغابايت، أي نظرياً أسرع من اتصال 5G بخمس مرّات. علاوة على ذلك، يساعد العدد المهول لمصابيح «ليد» المستخدمة حولنا في تأمين نقاط وصول رخيصة في المستقبل تضمن الحصول على البيانات في أي مكان. وأخيراً، إنّ الموجات الضوئية المستخدمة كأساس لاتصال لاي - فاي لا تخترق الجدران (ولكنّها قابلة للانعكاس عبرها)، مما يعني أنّ خطر التعرّض للقرصنة الإلكترونية عبرها أقلّ بكثير منه في اتصال الواي - فاي رغم أنّ هذا الأمر يحدّ من استخدامها في الأماكن المقفلة.

من ناحية أخرى، تتطلّب اللاي - فاي من المستخدم أن يكون قريباً من مصدر الضوء الفعّال، لأن نطاقها محدودٌ جداً وقابل للتداخل مع مصادر ضوء أخرى كأشعّة الشمس الطبيعية، وفقا لموقع «ديجيتال ترندز».


5- مياه للشرب في 20 دقيقة

ليس من الضروري أن تكون التقنية دائماً مكلّفة مالياً، إذ غالباً ما نجد حلولاً تقنية أنيقة وبسيطة للمشاكل المعقّدة، ومياه العشرين دقيقة هي أحد هذه الحلول، وتعد بتأمين مياه شربٍ نظيفة للشعوب. كلّ ما يحتاجه الفرد لهذه العملية هو نقع قطنة (عالية التوصيل) لعشرين دقيقة في محلولٍ غير مكلف يحتوي على أنابيب كربون مجهرية وأسلاك فصية مجهرية، ثمّ يصلها بسلكين كهربائيين لتمرير تيّار صغير عبرها. يكفي استخدام فرق جهد كهربائي بقيمة 20 فولتاً لكهربة البكتيريا بشكلٍ آني والسماح بتمرير المياه النظيفة والصالحة للشرب عبر المرشح دون الحاجة للمضخّات التي تستهلك الكثير من الطاقة الكهربائية المستخدمة حالياً في الدول المتطوّرة. بعدها، تعمل الفضّة على عزل أي شيء لم يمت بالتيار الكهربائي.


6- طباعة رباعية الأبعاد

قد يتسبب اسم هذه التقنية ببعض الحيرة ولكنّنا لسنا في صدد الإشارة إلى أنّ البشرية ستستطيع ابتكار بعدٍ آخر وبلوغه. تتلخّص هذه التقنية ببساطة كالتالي: المنتج المطبوع بالأبعاد الرباعية هو نفسه المطبوع بالأبعاد الثلاثية مع إمكانية تغيير خصائصه بعد تطبيق محفّز معيّن (الغمر بالمياه، والتسخين، والهزّ، وعدم التحريك...)... بمعنى آخر، الطباعة الرباعية الأبعاد هي الوقت، أي الوقت الذي يحتاجه المحفّز ليصبح ذا صلة. يحول دون تنفيذ هذه التقنية عائقٌ واضحٌ هو العثور على هذه «المادّة الذكية» ذات الصلة لجميع أنواع الاستخدامات (كالهيدروجل أو بوليمر بشكلٍ معيّن). يعمل بعض العلماء في هذا المجال حالياً ولكنّهم لم يقتربوا حتّى من تقديم منتج جاهز للاستهلاك لأنّهم لم يحدّدوا بعد التغييرات القابلة للتحوّل في بعض المواد.

أمّا تطبيقات هذه التقنية فلا تزال قيد النقاش، ولكنّها قد تدخل في صناعات واعدة كالعناية الصحية (للحبوب الدوائية التي تعمل عندما يبلغ الجسم درجة حرارة معيّنة)، والموضة (الملابس التي تصبح أضيق في الأجواء الباردة)، وهندسة المنازل (الأثاث الذي يصبح صلباً تحت تأثير محفّز معيّن).


أميركا المملكة المتحدة science

اختيارات المحرر

فيديو