طلاء ذكي يحوّل أغطية المصابيح إلى أجهزة لتنقية الهواء
تاريخ النشر: 21st, August 2023 GMT
أفاد فريق من الباحثين من كوريا الجنوبية بأنهم صمموا "أباجورة" (مصباحا مكتبيا) مغلفة بمحفز يحوّل ملوثات الهواء الداخلي إلى مركبات غير ضارة.
وتعمل أغطية المصابيح المغلقة بالمحفز مع مصابيح الهالوجين والمصابيح المتوهجة، ويعمل الفريق على توسيع التكنولوجيا بحيث تكون متوافقة أيضًا مع مصابيح الليد.
وقدم الباحثون نتائجهم في اجتماع الخريف للجمعية الكيميائية الأميركية، الذي قُدم فيه 12 ألف عرض تقديمي، تناولت مجموعة واسعة من الموضوعات العلمية.
تستهدف أغطية المصابيح المركبات العضوية المتطايرة، التي تمثل معظم الملوثات المحمولة جوا في الأماكن المغلقة، وفقًا لما ذكره الباحث الرئيسي في المشروع الدكتور هيونغ إيل كيم. تشتمل هذه المركبات على الأسيتالديهيد والفورمالديهايد، ويتم إطلاقها بواسطة الدهانات والمنظفات ومعطرات الهواء والبلاستيك والأثاث والطبخ ومصادر أخرى.
يقول كيم، في البيان الصحفي المنشور على موقع "سايتك ديلي" يوم 19 أغسطس/آب الجاري، "على الرغم من أن تركيز المركبات العضوية المتطايرة في المنزل أو المكتب منخفض، فإن الناس يقضون أكثر من 90% من وقتهم في الداخل، ومن ثم يزيد تعرضهم لها بمرور الوقت".
ويقول مينهيونغ لي، وهو طالب دراسات عليا في مختبر كيم بجامعة يونسي الكورية الجنوبية، إن "الطرق التقليدية تعتمد لإزالة المركبات العضوية المتطايرة من الهواء الداخلي على الكربون النشط أو أنواع أخرى من المرشحات، التي يجب استبدالها بشكل دوري".
كما تم تطوير أجهزة أخرى تعمل على تفكيك المركبات العضوية المتطايرة بمساعدة المحفزات الحرارية، التي يتم تنشيطها بواسطة درجات حرارة عليا أو باستخدام محفزات ضوئية تستجيب للضوء.
لكن كيم يلاحظ أن معظم هذه الوحدات تحتاج إلى سخان منفصل أو مصدر ضوء فوق بنفسجي، ويمكن أن ينتج عنها منتجات ثانوية غير مرغوب فيها، لذا أراد فريقه اتباع نهج أبسط لا يتطلب سوى مصدر ضوء مرئي ينتج أيضا حرارة -مثل مصباح هالوجين أو لمبة متوهجة- وظلا عاكسا الضوء مغطى بمحفز حراري.
يقول لي إن مصابيح الهالوجين تحوّل 10% فقط من الطاقة التي تستخدمها إلى ضوء، في حين تتحول 90% الأخرى إلى حرارة، وتعدّ المصابيح المتوهجة أسوأ من ذلك، إذ ينبعث منها 5% من الضوء و95% من الحرارة. ويقول كيم "عادةً ما تُهدر هذه الحرارة، لكننا قررنا استخدامها لتفعيل محفز حراري لتحلل المركبات العضوية المتطايرة".
في ورقة بحثية سابقة نُشرت الخريف الماضي، أفاد الفريق بأنه صنع محفزات حرارية مصنوعة من ثاني أكسيد التيتانيوم وكمية صغيرة من البلاتين. حيث غطى الباحثون الجزء الداخلي من عاكس الضوء المصنوع من الألمنيوم بالمحفز، ووضعوا العاكس فوق مصباح هالوجين بقوة 100 واط في غرفة اختبار تحتوي على الهواء وغاز الأسيتالديهيد.
عند تشغيل المصباح يسخن العاكس إلى درجات حرارة تصل إلى أكثر من 121 درجة مئوية (250 درجة فهرنهايت)، وهي درجة حرارة كافية لتنشيط المحفزات وتحلل الأسيتالديهيد.
وخلال عملية الأكسدة هذه، تم تحويل المركبات العضوية المتطايرة في البداية إلى حمض أسيتيك، ثم إلى حمض الفورميك، وأخيرا إلى ثاني أكسيد الكربون والماء.
كلا الحمضين خفيف، وكمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة غير ضارة، كما يشير كيم. ووجد الباحثون أيضا أن الفورمالديهايد يمكن أن يتحلل في الظروف نفسها، وأن هذه التقنية تعمل مع المصابيح المتوهجة. ويقول كيم "كان هذا أول عرض لاستخدام الحرارة المهدرة من مصادر المصابيح".
في الآونة الأخيرة، كان فريق كيم يستكشف بدائل أقل تكلفة من البلاتين، وأظهر بالفعل أن هذه المحفزات الجديدة القائمة على الحديد أو النحاس يمكنها تكسير المركبات العضوية المتطايرة. بالإضافة إلى ذلك، يعتبر النحاس مطهرا، لذا يتوقع كيم أن محفز النحاس يمكن أن يقتل الكائنات الحية الدقيقة المحمولة في الهواء.
الآن، يبحث العلماء عن طرق لتوسيع مفهوم عاكس الضوء المدمر للتلوث إلى مصابيح ليد، وهي شريحة سريعة النمو في سوق الإضاءة. وعلى عكس مصابيح الهالوجين والمصابيح المتوهجة، فإن مصابيح الليد تطلق القليل جدا من الحرارة لتنشيط المحفزات الحرارية.
لذلك، يعمل فريق كيم على تطوير محفزات ضوئية تعمل على ضوء الأشعة فوق البنفسجية المنبعث من مصابيح الليد، بالإضافة إلى محفزات أخرى تعمل على تحويل جزء من ناتج الضوء المرئي لمصابيح ليد إلى حرارة.
ويوضح كيم ذلك قائلا إن الهدف النهائي للفريق "يتمثل في تطوير محفز هجين يمكنه الاستفادة من الطيف الكامل الذي تنتجه مصادر الضوء، بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي، فضلاً عن الحرارة المهدرة".
المصدر: الجزيرة
إقرأ أيضاً:
مكتبة محمد بن راشد تحتفي بانطباعات كلود مونيه في «الضوء كما لم نره من قبل»
دبي (الاتحاد)
ضمن برنامج الفنون التشكيلية والرقمية، افتتحت مكتبة محمد بن راشد، بالتعاون مع مركز «للفنون عنوان»، وبمشاركة فنانين إماراتيين ومقيمين، المعرض الفني «الضوء كما لم نره من قبل»، احتفاءً بإرث الفنان الفرنسي كلود مونيه ومدرسته الانطباعية التي غيّرت وجه الفن الحديث.
يهدف المعرض إلى تسليط الضوء على تأثير المدرسة الانطباعية في تشكيل رؤية الفنانين المعاصرين، وتعزيز حضور الفنون البصرية ضمن الفعاليات الثقافية والفنية التي تنظمها المكتبة. وشهد الافتتاح حضوراً لافتاً يتقدّمه إبراهيم الهاشمي، عضو مجلس إدارة مكتبة محمد بن راشد، والفنان عبد الرحيم سالم، رئيس جمعية الإمارات للفنون التشكيلية، إلى جانب نخبة من الفنانين والنقّاد ومحبي الفنون البصرية.
وقال إبراهيم الهاشمي «إن استضافة فعاليات فنية وثقافية بهذا المستوى تأتي في صميم رؤية مكتبة محمد بن راشد كمؤسسة معرفية تسعى إلى ترسيخ مكانة دبي مركزاً للإبداع والفكر، حيث نحرص على تقديم محتوى يفتح آفاقاً جديدة أمام الجمهور، ويعزز حضور الفنون كركيزة أساسية في المشهد الثقافي الوطني».
وأضاف «يعكس المعرض، الذي نحتفي به اليوم، التزامنا ببناء جسور بين التراث الفني العالمي والمواهب المحلية، وتوفير منصات ترتقي بتجربة المتلقي، وتثري الحركة الفنية في دولة الإمارات بما ينسجم مع طموحاتها الريادية».
وجمع المعرض أعمالا فنية لأكثر من 60 فناناً وفنانة من المواطنين والمقيمين، الذين قدّموا رؤاهم الخاصة حول الضوء واللون والحركة في الطبيعة، بروح الفنان كلود مونيه، والتي جعلت من المشهد اليومي لحظةً خالدة. تميّزت الأعمال المشاركة بتنوّعها وغناها البصري، حيث توزّعت بين لوحاتٍ تنبض بالضوء، وأخرى تستحضر اللحظة العابرة كما يراها القلب قبل العين، في تناغمٍ فني يجمع بين التجريب والحنين. وقد لاقى المعرض إقبالاً كبيراً من الزوار الذين تجوّلوا بين الألوان كأنهم يسيرون في حدائق مونيه نفسها، محاطين بعوالمٍ من السكينة والتأمل.
ضمن الفعاليات المصاحبة، أقيمت ورشة فنية بعنوان «ماذا لو أصبح اللون ضوءاً؟» للفنانة التشكيلية ماجدة نصر الدين، حيث أتاحت للمشاركين فرصة اكتشاف علاقة الضوء باللون وفق فلسفة المدرسة الانطباعية. وقد شهدت الورشة تفاعلاً مميزاً، عبّر فيه المشاركون عن انبهارهم بتقنيات هذا الأسلوب الذي يحوّل المشهد البسيط إلى تجربة بصرية عميقة.
يأتي معرض «الضوء كما لم نره من قبل» ضمن اهتمام مكتبة محمد بن راشد بالفنون التشكيلية، إذ خصّصت منذ تأسيسها برنامجاً متكاملاً لدعم هذا الفن الراقي، عبر تنظيم المعارض، والورش، والحوارات الفنية التي تُسهم في ترسيخ مكانة الفنون البصرية كجزءٍ أصيلٍ من المشهد الثقافي في دولة الإمارات.
نتائج الغارات تكشف زيف المزاعم الإسرائيلية.. تعهّد أميركي عدم تشكيل الحزب تهديدًا للبنان والمنطقة