التقنيات النانوية الذكية تمهّد الطريق لتطبيقات في تحلية المياه والطاقة المتجددة

أفادت وکالة آنا الإخباریة، وأوضح أشرفي زاده، الحاصل على الدكتوراه في هندسة العمليات والانتقال من جامعة مكغيل الكندية، أنّ الهدف من هذا البحث هو التقدم في توصيف أكثر واقعية للظواهر الكهروسينتيكية، وخاصة عملية التحريك الكهروسَموزي داخل المسام النانوية المشحونة والذكية.

وأشار إلى أن بعض العوامل مثل هندسة المسام، الخواص السطحية، طبيعة الإلكتروليت والقوى الدافعة، والتي قد تؤثر على هذه العملية، لم تحظَ بالاهتمام الكافي في الدراسات السابقة. وأضاف: يسعى هذا البحث إلى إدماج تأثير تلك العوامل في نمذجة عملية التحريك الكهروسَموزي داخل المسام النانوية الذكية، بما يوفر توصيفاً أدق لسلوك حركة السوائل أمام هذه الظواهر.

وأكد الباحث أن السنوات الأخيرة شهدت بروز استخدام الأغشية النانوسيالية الذكية المستوحاة من الطبيعة كأحد المجالات المتقدمة في الأبحاث العلمية، ذات آثار عميقة في مجالات متعددة. إذ أظهرت هذه الأغشية، باستلهامها من البُنى المعقدة في الأنظمة البيولوجية، خصائص استثنائية في التحكم بحركة الجزيئات المشحونة على المستوى النانوي.

ويبرز هذا البحث أهمية هذه التقنية الجديدة، ويكشف عن تطبيقاتها المحتملة ودورها التحويلي في دفع حدود المعرفة العلمية. وتابع أشرفي زاده قائلاً: إن تطوير هذه الأغشية يفتح آفاقاً واسعة لتطبيقات عملية متنوعة، لا تقتصر على أنظمة توصيل الدواء، بل تمتد إلى عمليات الفصل والتقنيات المتعلقة بتحويل الطاقة.

فبفضل محاكاتها لتصاميم الطبيعة، توفر هذه الأغشية قدرة دقيقة على ضبط انتقال الأيونات، بما يبشّر بتحسين الكفاءة والانتقائية مقارنة بالطرق التقليدية. كما أن قدرتها على التكيّف مع المحفزات الخارجية تمنحها مرونة إضافية، مما يتيح حلولاً مخصصة للتحديات المختلفة.

من الناحية العلمية، يقدّم هذا النوع من الدراسات حول انتقال الأيونات باستخدام الأغشية النانوسيالية الذكية المستوحاة من الطبيعة رؤىً قيّمة حول المبادئ الأساسية التي تحكم انتقال الجزيئات وديناميكيات التفاعل في النطاق النانوي. وهذا لا يثري فهمنا للظواهر البيولوجية المعقدة فحسب، بل يمهّد أيضاً الطريق أمام حلول مبتكرة في علوم المواد، وتكنولوجيا النانو، والبيوفيزياء.

وأشار الباحث إلى أن البشرية، في ظل التحديات العالمية المتمثلة في التلوث البيئي، التفاوت في الرعاية الصحية، وإنتاج الطاقة المستدامة، باتت في حاجة متزايدة إلى تقنيات متقدمة قادرة على معالجة هذه القضايا. وفي هذا الإطار، تمثل الأغشية النانوسيالية الذكية مساراً واعداً، عبر توفير حلول فعّالة ومستدامة في مجالات تشمل تحلية المياه، التشخيص الطبي، وإنتاج الطاقات المتجددة.

ونقلاً عن المؤسسة الوطنية للعلوم في إيران (INSF)، أكد أشرفي زاده أن دراسة انتقال الأيونات باستخدام الأغشية النانوسيالية الذكية المستوحاة من الطبيعة تعد خطوة مهمة نحو استثمار الإمكانات الكاملة لتقنية النانو في مواجهة التحديات المجتمعية.

وفي ختام حديثه، شدّد على أن هذا البحث، من خلال سد الفجوة بين العلوم الأساسية والتطبيقات العملية، لا يساهم في تعزيز الابتكار العلمي فحسب، بل يحمل أيضاً وعداً بمواجهة بعض أبرز التحديات التي تقف أمام الإنسانية في القرن الحادي والعشرين.