طور الباحثون إسفنجة نانوية مبتكرة قادرة على امتصاص الملوثات مثل الزنك، النحاس، والفوسفات من المياه الملوثة، مع إمكانية استعادتها لاحقا لإعادة الاستخدام، هذه التقنية تقدم حلا فعالا لإزالة الملوثات واسترجاع المعادن الثمينة، مما يساهم في تقليل التلوث وتحقيق الاستدامة البيئية.

نتائج مذهلة: تنظيف فعال وإعادة تدوير الموارد

إزالة ملوثات مؤكدة – نجحت الإسفنجة في استخراج الزيت، الفوسفات، والمعادن الثقيلة من المياه الملوثة.

 استعادة الموارد – تتيح التكنولوجيا الجديدة استعادة المعادن القيمة مثل النحاس والزنك والفوسفات لاستخدامها مجددا.

خفض التلوث بشكل كبير – تمكنت الإسفنجة من خفض تركيز الملوثات في المياه من 0.8 جزء في المليون إلى مستويات غير قابلة للكشف.

حلول مبتكرة للحد من تلوث المياه

تعاني الأنهار والبحيرات من التلوث الناتج عن مخلفات الزراعة والصناعة، مما يؤدي إلى انتشار الطحالب الضارة وتأثيرات بيئية سلبية. تعتمد الحلول التقليدية على عمليات باهظة الثمن وعادة ما تكون للاستخدام لمرة واحدة. لكن العلماء في جامعة نورث وسترن ابتكروا إسفنجة ذكية يمكنها امتصاص الملوثات وإطلاقها عند الحاجة، مما يجعلها قابلة لإعادة الاستخدام ومنخفضة التكلفة.

تعمل الإسفنجة بفضل طلاء نانوي متطور يسمح لها بالتقاط الملوثات مثل الزنك، النحاس، والفوسفات. كما أظهرت النسخ السابقة من الإسفنجة قدرتها على إزالة الرصاص، الميكروبلاستيك، والزيوت من المياه، مما يعزز إمكانياتها في معالجة المياه بفعالية.

تقنية الإسفنجة النانوية: كيف تعمل؟

تم تصميم الإسفنجة من السليلوز المحب للماء، مما يسمح لها بامتصاص الملوثات بسهولة بفضل مسامها الواسعة التي توفر مساحة سطحية كبيرة لالتقاط الجسيمات الضارة.

يقول البروفيسور فيناياك درافيد، المشرف على البحث:

 "يمكن استخدام هذه التقنية كأداة متعددة الأغراض أو تخصيصها لاستهداف ملوثات معينة مثل المعادن، البلاستيك، أو المغذيات.

تم تأسيس شركة Coral Innovations بهدف تسويق التكنولوجيا وتحويلها إلى منتج متاح للاستخدام الصناعي والتجاري.

آلية استعادة المعادن: ثورة في معالجة المياه

وجد الباحثون أن خفض درجة الحموضة (pH) يؤدي إلى تحرير النحاس والزنك من الإسفنجة، بينما يؤدي رفع pH إلى إطلاق الفوسفات، هذا يتيح استخدام الإسفنجة لعدة دورات دون أن تفقد فعاليتها.

تقول كيلي ماتوسزويسكي، الباحثة الرئيسية في الدراسة:

 "لا يمكننا الاستمرار في فقدان هذه المعادن الثمينة، يجب أن نجد طرقًا للاستفادة منها بدلاً من التخلص منها.

تطبيقات مستقبلية: من المختبر إلى الاستخدام العملي

تعاونت الجامعة مع شركة StormTrap, LLC، المتخصصة في معالجة مياه العواصف، لاختبار التقنية في بيئات حقيقية، سيتم اختبار الإسفنجة في المصارف المائية الصناعية والأنهار، لتحديد مدى قدرتها على امتصاص المعادن واستعادتها في ظروف طبيعية.

مجالات الاستخدام

 معالجة مياه الصرف الصحي واستعادة المعادن القيمة.

تنقية المياه الملوثة في الأنهار والبحيرات لمنع انتشار الطحالب السامة.

تطبيقات صناعية لإعادة تدوير المعادن في عمليات التصنيع.

تنظيف التسربات النفطية في المحيطات والبحار.

تقدم الإسفنجة النانوية الذكية حلاً مبتكرا يجمع بين إزالة الملوثات واستعادة الموارد الثمينة، مما يسهم في تحقيق بيئة أنظف واقتصاد أكثر استدامة، هذه التكنولوجيا قد تكون نقطة تحول في معالجة المياه وإعادة التدوير، مما يجعلها خيارا مثاليا للمدن والصناعات التي تسعى إلى تقليل تأثيرها البيئي.