تم إنشاء مادة لـ "الزجاجة غير القابلة للنفاد"، التي تستخرج الرطوبة من الهواء عند ضوء الشمس

طريقة جديدة لاستخلاص الماء من الهواء: MOF مُفعَّل بأشعة الشمس

وجد كيميائيون في جامعة آيوا طريقًا غير تقليدي لاستخراج الرطوبة من الغلاف الجوي، ولا يتطلب استهلاك طاقة للعملية نفسها. بدلاً من الماصة المسامية التقليدية، أنشأوا بنية بلورية مُفعَّلة بضوء الشمس وحساسة للأشعة فوق البنفسجية (UV). تُسمى هذه "الزجاجة غير القابلة للإفلاس" لأنها يمكنها جمع الماء من الهواء دون تكاليف خارجية.

ما هو MOF؟
يتعلق الأمر بالأطر المعدنية العضوية (MOF) – مواد تتكون فيها ذرات المعدن في رؤوس الشبكة، وتربط بينها جزيئات عضوية. عند كسر الروابط المعدنية تُستبدل بالعضوي، مما يخلق فراغات داخلية هائلة. يمكن ضبط هذه "صناديق" لتناسب حجم الجزيئات المطلوبة: تحتفظ فقط بتلك المواد التي تناسبها في الداخل. لذلك يُستخدم MOF لالتقاط CO₂ والغازات السامة وحتى المواد المفيدة.

كيف يعمل المادة الجديدة
أضاف العلماء من آيوا تفاعلًا خاصًا للـ MOF العادي مع الإشعاع UV:

1. بدون إضاءة – شبكة الجزيئات كثيفة، ولا توجد فراغات للماء.
2. بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية – تتغير التكوين وتفتح كهوف دقيقة.
3. أظهر التحليل البُنىي بالأشعة السينية وجود جزيئات ماء في هذه الفراغات الجديدة.

وبالتالي يُـ"مفعَّل" المادة بضوء الشمس: طالما لا تُضاء، تبقى جافة؛ عند الإضاءة تفتح المسامات وتستوعب الماء.

نتائج التجربة المختبرية
- الرطوبة – في ظروف المختبر احتفظ MOF بحوالي 5 ٪ ماء نسبةً إلى وزنه الخاص.
- مقارنة مع أفضل الأنظمة – ما زالت أقل من بعض أنظمة MOF الحالية لجمع الماء، لكن هذا يثبت فقط مبدأ العمل.

آفاق المستقبل
تُظهر هذه التجربة إمكانية إنشاء مواد امتصاص "ذكية" لا تُمتص الرطوبة بشكل سلبي فحسب، بل تتفاعل مع ضوء الشمس. وهذا يُفتح الطريق لتطوير المادة وزيادة فعاليتها للاستخدام العملي في ظروف محدودية الطاقة.