نوافذ تُنتج الطاقة ولا تحجب الرؤية

تقنيات نظيفة واعدة

نوافذ تُنتج الطاقة ولا تحجب الرؤية
TT

نوافذ تُنتج الطاقة ولا تحجب الرؤية

نوافذ تُنتج الطاقة ولا تحجب الرؤية

تعتلي الألواح الشمسية سقف مبنى مكتبي حديث في بولدر، بولاية كولورادو الأميركية. ولكنّ المبنى مجهّز أيضاً بواحدة من أولى تقنيات النوافذ الشمسية في العالم –وهي عبارة عن ألواحٍ شفّافة تبدو كنوافذ تقليدية ولكنّها في الحقيقة تولّد الطاقة بشكلٍ غير مرئي.
لوح شمسي شفاف
تقول سوزان ستون، الرئيسة التنفيذية في «أوبيكيتوس إنرجي»، الشركة النّاشئة المطوّرة للتقنية التي بدأ العمل عليها في مختبرات ماساتشوستس للتقنية: «عندما نفكّر بالسوق التجارية، فإننا نتخيّل ناطحات سحاب كبيرة تتحوّل إلى مزارع شمسية عمودية. من جهتنا فإننا نحن الآن نصنع سطحاً زجاجياً ليس من النوع التقليدي يستخدم لتوليد الكهرباء». يمكن أيضاً استخدام النوافذ الشمسية لاستبدال النوافذ العادية في المنازل».
تعمل هذه التقنية من خلال التقاط جزء فقط من الطيف الشمسي. ويشرح مايلز بار، الشريك المؤسس ورئيس قسم التقنية في الشركة أنّ «المادّة التي يصنعون منها الزجاج تسمح لضوء الشمس المرئي الذي تراه العين البشرية بالمرور من النافذة». وفي العادة تمتصّ الألواح الشمسية العادية الطيف الشمسي كاملاً –ما يجعلها تبدو سوداء اللون– ولهذا السبب، تلتقط النوافذ الشمسية طاقة أقلّ بمعدّل الثلث.
ولكن لأنّ هذه النوافذ الجديدة قابلة للاستخدام في مناطق لا يصلح فيها استخدام الألواح الشمسية، تمكنها المساهمة في زيادة مخزون الطاقة المتجدّدة.
تتألّف النّافذة الشمسية من لوحين زجاجيين محكمي الالتصاق، وتضمّ أسلاكاً تتصل مباشرة بشيءٍ قريبٍ منها –كمصباح أو ستائر إلكترونية– أو ببطارية مركّبة في المبنى أو بالشبكة الكهربائية.
أمضت الشركة النّاشئة سنوات عدّة في تطوير المواد المستخدمة في التقنية كشبه الموصلات التي تستطيع التقاط الضوءين دون الأحمر وفوق البنفسجي انتقائياً، لضمان مطابقة المنتج لأداء ونوعية النوافذ غير الشمسية.
ألواح المستقبل
في الوقت الحالي، تصنع الشركة، في منشأتها التجريبية في مدينة ريدوود، كاليفورنيا، ألواح نوافذ صغيرة رُكّبت في مجموعة من المواقع للاختبار كالمبنى المكتبي في كولورادو. كما أنّها تحضّر لصناعة أكبر حجماً وعمليات تطوير تتيح صناعة النوافذ الشمسية عبر خطوط صناعة النوافذ الحالية. ورأت ستون أنّ شركتها «تُدخل منتجاً مخرباً إلى السوق، وأنّها تقوم بذلك عمداً دون زعزعة سلسلة التوريد».
وتسهم مؤسسة «أندرسن» العالمية لصناعة النوافذ مع آخرين في الاستثمار في «أوبيكيتوس إنرجي»، وقدّمت أخيراً تمويلاً للمرحلة «سيريز ب» من المشروع بقيمة 30 مليون دولار. يقول كارل هالينغ، أمين صندوق شركة «أندرسن» إنّ «شركته قادت صناعة النوافذ في التحوّل إلى الوحدات الزجاجية العازلة وفي استخدام الطبقات الخارجية ذات الانبعاثية المنخفضة، وأسهمت التقنيتان في تحسين أداء الطاقة الخاص بالنوافذ بشكلٍ جذري، حتّى أصبح المنتجان من أساسيات الصناعة. وترى مؤسسة (أندرسن) الاستثمار في هذه التقنية استمرارية لهذا الإرث».
ومع تزايد حجم الصناعة، تتوقّع شركة «أوبيكيتوس إنرجي» أن تكون نوافذها المتطوّرة أغلى من النوافذ التقليدية بمعدّل 30%. ولكن إذا نجح منتجها فعلاً بالحلول مكان الزجاج التقليدي، سيكون تأثيره كبيراً. تقدّر الشركة أنّ 6 ملايين متر مكعّب من الزجاج يتمّ تركيبها حول العالم سنوياً. وإذا افترضنا أنّ هذه الكمية من الزجاج ستكون بكاملها منتجة للطاقة، ستسهم دون شكّ في تخفيض الانبعاثات بمعدّل 10%. وأخيراً، تختم ستون بالقول: «عندما نفكّر بالتأثير الذي قد ينتج عن هذا الأمر، تتجلّى لنا عظمته».

* «فاست كومباني»
- خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

روبوت يسبح تحت الماء بشكل مستقل مستخدماً الذكاء الاصطناعي

تكنولوجيا يبرز نجاح «أكوا بوت» الإمكانات التحويلية للجمع بين الأجهزة المتطورة والبرامج الذكية (أكوا بوت)

روبوت يسبح تحت الماء بشكل مستقل مستخدماً الذكاء الاصطناعي

الروبوت «أكوا بوت»، الذي طوّره باحثون في جامعة كولومبيا، قادر على تنفيذ مجموعة متنوعة من المهام تحت الماء بشكل مستقل.

نسيم رمضان (لندن)
خاص تسعى المنصة لتحقيق قفزة نوعية كبيرة في سوق العملات الرقمية مع وضع مبادئ مبتكرة لاقتصاد تلك العملات (كونتس)

خاص رائدة أعمال سعودية تبتكر أول بروتوكول لعملة رقمية حصينة من الانخفاض

تهدف رائدة الأعمال السعودية رند الخراشي لإرساء معايير جديدة لعالم التمويل اللامركزي «DeFi».

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا فعالية «بلاك هات 2024» تهدف لتمكين خبراء الأمن السيبراني عالمياً عبر ورش وتحديات تقنية مبتكرة (بلاك هات)

فعالية «بلاك هات» تعود في نسختها الثالثة بالرياض بجوائز تفوق مليوني ريال

بمشاركة عدد كبير من الشركات السعودية والعالمية والشخصيات الرائدة في المشهد السيبراني.

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
الاقتصاد المدير التنفيذي لشركة «سيسكو السعودية» سلمان فقيه (تصوير: تركي العقيلي) play-circle 01:37

المدير التنفيذي لـ«سيسكو» السعودية: استثماراتنا بالمملكة مستمرة لدعم جهودها في التحول الرقمي

في ظل ما يشهده قطاع التقنية السعودي من تطور، حقَّقت «سيسكو» أداءً قوياً ومتسقاً مع الفرص المتاحة وقرَّرت مواصلة استثماراتها لدعم جهود السعودية في التحول الرقمي.

زينب علي (الرياض)
عالم الاعمال «بلاك هات» تعود إلى الرياض بنسختها الثالثة

«بلاك هات» تعود إلى الرياض بنسختها الثالثة

تعود فعالية الأمن السيبراني الأبرز عالمياً «بلاك هات» في نسختها الثالثة إلى «مركز الرياض للمعارض والمؤتمرات» ببلدة ملهم شمال العاصمة السعودية الرياض.


نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»
TT

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

توصَّل باحثون في «مركز علوم الحياة بجامعة» فيلنيوس في ليتوانيا، إلى اكتشاف طريقة جديدة رائدة في مجال البحث الجيني تسمح بإسكات (أو إيقاف عمل) جينات معينة دون إجراء قطع دائم للحمض النووي (دي إن إيه).

وتُقدِّم الدراسة مساراً جديداً محتملاً لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً يشبه الضغط على زر «إيقاف مؤقت» على التعليمات الجينية داخل الخلايا.

آلية عمل نظام «كريسبر» الجديد

اكتشف فريق البروفسور باتريك باوش من معهد الشراكة لتقنيات تحرير الجينوم بمركز العلوم الحياتية في جامعة فيلنيوس بليتوانيا، بالتعاون مع خبراء دوليين في البحث المنشور في مجلة «Nature Communications» في 29 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، نظاماً جديداً مختلفاً للتعديل الجيني.

وعلى عكس نظام «كريسبر كاس9 (CRISPR-Cas9)»، المعروف الذي اشتهر بقدرته على قطع الحمض النووي (DNA)، يعمل نظام «كريسبر» من النوع «آي في إيه» (IV-A CRISPR) بشكل مختلف، حيث يستخدم مركباً موجهاً بالحمض النووي الريبي لإسكات الجينات دون انشقاق خيوط الحمض النووي «دي إن إيه (DNA)».

كما يستخدم النظام الجديد مركباً مؤثراً يجنِّد إنزيماً يُعرف باسم «دين جي (DinG)». ويعمل هذا الإنزيم عن طريق التحرك على طول خيط الحمض النووي (DNA)، وتسهيل إسكات الجينات من خلال عملية غير جراحية.

تقنية «كريسبر-كاس9» للقص الجيني

هي أداة تعمل كمقص جزيئي لقص تسلسلات معينة من الحمض النووي (دي إن إيه). وتستخدم الحمض النووي الريبي الموجه للعثور على الحمض النووي المستهدف. و«كاس9» هو البروتين الذي يقوم بالقص، وهذا ما يسمح للعلماء بتعديل الجينات عن طريق إضافة أو إزالة أو تغيير أجزاء من الحمض النووي، وهو ما قد يساعد على علاج الأمراض الوراثية، وتعزيز الأبحاث.

** آفاق جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي

بروتينات وحلقات

يستخدم نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» بروتينين مهمين، هما «Cas8»، و«Cas5» للعثور على بقع محددة على الحمض النووي (DNA). ويبحث هذان البروتينان عن تسلسل قصير من الحمض النووي بجوار المنطقة المستهدفة التي تتطابق مع دليل الحمض النووي الريبي. وبمجرد العثور عليه يبدآن في فك الحمض النووي وإنشاء هياكل تسمى حلقات «آر (R)».

وحلقات «آر» هي الأماكن التي يلتصق فيها الحمض النووي الريبي بخيط واحد من الحمض النووي (DNA)، وتعمل بوصفها إشارةً للنظام لبدء إيقاف أو إسكات الجين.

وكما أوضح البروفسور باوش، فإن «آر» في حلقة «R» تعني الحمض النووي الريبي. وهذه الهياكل أساسية لأنها تخبر النظام متى وأين يبدأ العمل. ولكي تكون حلقات «آر» مستقرةً وفعالةً يجب أن يتطابق الحمض النووي، ودليل الحمض النووي الريبي بشكل صحيح.

وظيفة إنزيم «دين جي»

يساعد إنزيم «DinG» نظام «كريسبر» على العمل بشكل أفضل من خلال فك خيوط الحمض النووي (DNA). وهذا يجعل من الأسهل على النظام التأثير على قسم أكبر من هذا الحمض النووي، ما يجعل عملية إسكات الجينات أكثر فعالية وتستمر لفترة أطول.

وأشار البروفسور باوش إلى أنه نظراً لأن إنزيم «DinG» يمكنه تغيير كيفية التعبير عن الجينات دون قطع الحمض النووي، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوات وراثية أكثر أماناً في المستقبل.

تطبيقات محتملة لتخفيف تلف الحمض النووي

يحمل الاكتشاف إمكانات هائلة لتحرير الجينوم والبحث في المستقبل، إذ يمكن أن تخفف الطبيعة غير القاطعة لهذه الطريقة من المخاطر المرتبطة بتلف الحمض النووي( DNA). وهو مصدر قلق عند توظيف تقنيات تحرير الجينات الحالية.

ومن خلال تمكين تعديل الجينات دون إحداث تغييرات دائمة في الحمض النووي( DNA) يمكن أن يكون هذا النهج الجديد مفيداً بشكل خاص في التطبيقات السريرية مثل العلاج الجيني للاضطرابات الوراثية. كما أن القدرة الفريدة لهذا النظام على عبور الحمض النووي دون إجراء قطع، أمر مثير للاهتمام لتطبيقات تحرير الجينات المتقدمة.

الدقة والسلامة

ويعتقد فريق البحث بأن هذه الطريقة يمكن أن تزوِّد العلماء وخبراء التكنولوجيا الحيوية بأدوات أكثر دقة لدراسة وظائف الجينات وتصحيح التشوهات الجينية بطريقة خاضعة للرقابة.

ويمثل الاكتشاف تقدماً كبيراً في مجال البحث الجيني؛ حيث يفتح نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» آفاقاً جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي، ويمكن أن تحدث هذه الطريقة ثورةً في كيفية دراسة الأمراض الوراثية وعلاجها، مع التركيز على الدقة والسلامة.