كشف الباحثون الأمريكيون عن تطويرهم لجهاز يستطيع توليد ماء سائل من الرطوبة الموجودة في الغلاف الجوي حتى وإن كان الهواء جافا، في خطوة تبعث الأمل في مواجهة ظاهرة الجفاف حول العالم.
صورة من: Getty Images/D. McNew
إعلان
أوضح الباحثون تحت إشراف هيونهو كيم من معهد ماساشوسيتس للتقنية بمدينة كامبريدج الأمريكية في دراستهم التي تنشر اليوم الجمعة (14 أبريل/ نيسان 2017) في مجلة ساينس أن ضوء الشمس يكفي هذا الجهاز كمصدر للطاقة، وأن الجهاز يمكنه التخفيف من حدة مشكلة نقص المياه التي يعاني منها جزء من البشرية.
وأضاف الباحثون أن "ماء الغلاف الجوي مورد للمياه يعادل نحو 10 بالمائة من المياه العذبة في بحيرات الأرض". وقال الباحثون إنه على الرغم من وجود محاولات علمية بالفعل تسعى لاستغلال بخار المياه في الجو كماء للشرب إلا أن "هذه العمليات تتطلب غالبا إما وجود 100 بالمائة من الرطوبة النسبية للهواء أو كمية كبيرة من الطاقة"، وأن الرطوبة النسبية لا تزيد عن 20% في المناطق التي بحاجة ماسة للماء في حين أن ضوء الشمس يتوفر غالبا بشكل واسع في هذه المناطق مما جعلهم يختارون ضوء الشمس كمصدر وحيد للطاقة لنظامهم.
امتصاص الرطوبة عبر الإطار المعدني العضوي
وأطلق الباحثون اسم MOF801- على المادة التي يستخدمونها في تجميع المياه وهو اختصار لتعبير «metal-organic framework» الذي يعني (الإطار المعدني العضوي) ويتكون من معدن الزركونيوم، مركب من الهيدروجين والأكسجين وملح حمض الفوماريك. وعلى شكل مسحوق دقيق التبلور فإن مادة MOF801- تُكوِّن الكثير من المسام وتوفر بذلك سطحا كبيرا جدا يستطيع امتصاص الرطوبة من الجو. غير أن التحدي الأكبر الذي يواجه العلماء خلال هذه العملية هو كيفية استعادة هذه الرطوبة مرة أخرى من هذه المسام وتجميعها بدون بذل الكثير من الطاقة.
ولإثبات جدوى تجربتهم صنع الباحثون نموذجا أوليا بحجم 5 في 5 سنتمترات. وصل ضوء الشمس من خلال السطح الزجاجي للجهاز إلى مادة MOF801- وسخنها إلى نحو 65 درجة وهو ما يكفي لجعل جزء كبير من الرطوبة التي تم تجميعها تتبخر من المادة. ثم قام الباحثون بتسييل بخار الماء على مكثف ثم تنقيطه إلى حاوية لاستخدامه فيما بعد. ويعمل المكثف في وسط حراري درجته نحو 25 درجة مئوية ولا يحتاج لأن يبرد خصيصا لتكثيف الماء.
ويدعم تعاقب الليل والنهار مبدأ عمل الجهاز حيث يتجمع الماء ليلا على المادة وفي النهار يتبخر هذا الماء بسبب أشعة الشمس ويتم تحويله للمسيِّل، وبذلك يمكن توليد 2,8 لتر ماء عن كل يوم وكل كيلوغرام من المادة وفقا لحسابات الباحثين بالنسبة للمناطق الجافة وفي وجود رطوبة نسبية بنسبة 20 بالمائة. ورأى عمر ياجي، أحد كبار الباحثين المشاركين في الدراسة من جامعة كاليفورنيا بمدينة بركلي، أن الجهاز "يمثل نقلة نوعية في مهمة ترشيح مياه من الجو في ظل وجود رطوبة ضئيلة وهي المهمة الخاضعة للبحث منذ وقت طويل". وأوضح ياجي أن هناك مواد أكثر فعالية في امتصاص بخار الماء من المادة المذكورة وقال إن هناك الكثير من الإمكانيات لزيادة كمية الماء المجمع "ولكن ذلك يتوقف فقط على تطوير تصميم الجهاز".
و.ب/ ط.أ ( د ب أ)
مخاطر عدم شرب كمية كافية من الماء على الصحة والجمال
"الماء سر الحياة"، فهو ضروري للإرواء وغني بالأملاح المعدنية وضروري للتعرق وتخليص الجسم من السموم وكثير من الفوائد، إلا أن قلة شرب الماء قد تؤدي إلى جفاف الجسم والإصابة بأمراض عدة. تعرف عليها في ملف الصور التالي:
صورة من: Imago/Westend61
هل تشعر دوما بالأرق والتعب؟ هذا يعني أن جسمك يعاني من نقص في السوائل. يبادر العديد من الناس إلى شرب القهوة كوسيلة مضادة للتعب. إلا أن الكافيين يجفف بدوره الماء في الجسم. لذا ينصح عوضا عن ذلك بتناول كأس من الماء، لأن أملاحه المعدنية ستمنحك قسطا من الطاقة.
صورة من: Fotolia/olly
صداع الرأس وآلام المفاصل هي أيضا علامات على جفاف الجسم. وكرد فعل على ذلك يقوم المخ بإفراز الناقل العصبي الهستامين وهو هرمون حيوي مسؤول عن توزيع كميات الماء في الجسم. وكتحذير عن نقص المياه في الجسم يتسبب هذا الهرمون في ظهور الآلام.
صورة من: Colourbox
جفاف الفم والشفاه يعني أن جسمك يعاني نقصا كبيرا في الماء. لذلك سارع بشرب كأس من الماء فورا لترطيب الغشاء المخاطي للفم. هذا سيساعد على إفراز اللعاب الضروري لعملية المضغ والهضم. لكن تجدر الإشارة أن بعض العقاقير والأمراض تسبب أيضا جفاف الفم.
صورة من: picture alliance/blickwinkel/McPHOTO
من الضروري الحفاظ على رطوبة دائمة للجلد ، فنقص المياة يؤدي إلى تعرق أقل وبالتالي إلى جفاف الجلد. وهذا ما يجعل مسامات الجلد مليئة بالرواسب والملوثات.
صورة من: picture alliance/dpa Themendienst/C. Klose
نقص استهلاك المياه قد يؤدي إلى جفاف وإدماع العين في آن واحد. إذ أن الجسم يقوم بتخزين الماء وهذا ما يؤثر بطبيعته على القنوات الدمعية لدى العين. إلا أن هناك أسباب أخرى لجفاف العين: المكيف الهوائي والهواء المليء بالغبار ودخان السجائر والإرهاق الكبير ومشاكل التمثيل الغذائي للجسم والعمليات الجراحية والأعباء النفسية.
صورة من: Colourbox/yanlev
تناول كميات قليلة من الماء قد يسبب الإمساك أو مشاكل في التغوط. إذ أنه في حالة الجفاف، يظطر الجسم إلى امتصاص كميات الماء الموجودة في الأمعاء الغليظة. هذا ما يسبب تغلظا في الأمعاء ومشاكل الإمساك. كما أن هناك احتمالا للإصابة بحرقة في المعدة لإن العصارة الهضمية في المعدة تزداد في ظل غياب الرطوبة الكافية.
صورة من: picture alliance/dpa Themendienst/M. Wuestenhagen
يحتاج كل كيلوغرام من جسم الإنسان إلى 30 ميليليتر من الماء. شخص يبلغ وزنه 70 كيلوغراما يحتاج إلى ليتيرين من الماء يوميا. وقلما تقلصت نسبة استهلاك الماء تتقلص معها أيضا عضلات الجسم. ينصح الخبراء بشرب كميات كافية من الماء خاصة لمن يمارس الرياضة بانتظام وذلك تجنب الإصابة بشد عضلي.
صورة من: Imago/McPhoto
الإحساس المفرط بالجوع ليلا لا يعني بالضرورة أنك تعاني من اضطرابات في النوم. إذ أن ذلك قد يعني أن جسمك يعاني من نقص فادح في السوائل. ينصح بتناول الماء في أوقات متفرقة في اليوم وهذا ما يجنب الإحساس بالشهية في آخر الليل.
