د. طارق قابيل: تكنولوجيا النانو والحد من آثار تغير المناخ في مصر

تقنية أو تكنولوجيا النانو هي مجال من مجالات العلوم والتكنولوجيا سريعة النمو ولديها القدرة على إحداث ثورة في العديد من الصناعات في مصر.

وتم بالفعل استخدام تقنية النانو لتطوير مواد جديدة، وتحسين العلاجات الطبية، وخلق مصادر طاقة أكثر كفاءة.

وتمتلك تقنية النانو القدرة على لعب دور مهم في الحد من آثار تغير المناخ، ويمكن استخدام المواد النانوية لإنشاء مصادر طاقة أكثر كفاءة، مثل الخلايا الشمسية وخلايا الوقود، والتي يمكن أن تقلل من كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في الغلاف الجوي.

يمكن أيضًا استخدام المواد النانوية لإنشاء مواد عزل أكثر كفاءة، والتي يمكن أن تساعد في تقليل استهلاك الطاقة وبالتالي تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام المواد النانوية لإنشاء مواد جديدة تتمتع بقدرة أفضل على امتصاص وتخزين ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.

كما يمكن استخدام تقنية النانو لتطوير طرق جديدة لالتقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون من العمليات الصناعية، مما يساعد على تقليل الانبعاثات بشكل أكبر.

وفي المستقبل، يمكن استخدام تقنية النانو لإنشاء أنظمة ترشيح مياه أكثر كفاءة، وتطوير علاجات وتشخيصات طبية جديدة، وإنشاء مصادر طاقة أكثر كفاءة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام تقنية النانو لتحسين الإنتاج الزراعي من خلال إنشاء أفضل الأسمدة وطرق مكافحة الآفات.

يمكن أيضًا استخدام تقنية النانو لتحسين جودة الهواء من خلال تطوير مرشحات هواء وأنظمة تنقية أفضل. ويمكن استخدام تقنية النانو لتطوير مواد جديدة بخصائص محسنة مثل القوة والمتانة والمرونة.

وتطبيقات تكنولوجيا النانو لها تأثيرات هامة على البيئة، ولها دور كبير في التصدي لتداعيات التغير المناخي، والتلوث البيئي، والحد من الانبعاثات الصناعية والمخلفات، والاحتباس الحراري وتعظم استخدامات الطاقة المتجددة، ومعالجة مياه الصرف الصحي، وغيرها من المجالات.

النانو تكنولوجي

تكنولوجيا “النانو” هي تقنية متطورة لها نتائج واعدة في مجال المنتجات الصناعية والزراعية، وتهدف إلى الاستدامة وحماية المنتجات الزراعية، بما في ذلك المحاصيل، وتعتبر تقنية النانو تقنية ذكية ومتعددة الاستخدامات، وقد تحقق الأمن الغذائي وتزيد من إنتاجية الغذاء بطريقة مستدامة.

كما تساعد تكنولوجيا النانو في علوم الكيمياء والفيزياء وعلوم المواد والتكنولوجيا الحيوية، وجميع المواد التي لها خصائص فريدة لأن هياكلها محددة على مقياس النانومتر.

وتّبين أن استخدام المواد النانوية قد يكون حلاً لبعض مشكلات التلوث، كونه يساعد في تنظيف البيئة وحتى توفير حلول طاقة فعالة، مثل الخلايا الشمسية القائمة على المواد النانوية، بالإضافة إلى ذلك، تعمل المواد النانوية على زيادة جودة وأداء مجموعة واسعة من السلع الاستهلاكية، وتعمل على تحسين جودة الهواء والتربة والمياه، وتحسين المواقع الصناعية والتعدين، واكتشاف الملوثات ومعالجتها.

وتّبين أن تقنية النانو قد تساعد في تحسين العديد من القطاعات (الصناعة، تكنولوجيا المعلومات، الطاقة، علوم البيئة، الطب، الأمن، سلامة الغذاء، والنقل).

وتشكل مواجهة تحديات التغيرات المناخية عائقًا كبيرًا أمام تحقيق أهداف التنمية المستدامة، ويقع ضحيتها العديد من الدول المتضررة بشأن تقلبات الطقس؛ ما يؤدي إلى حدوث خسائر بشرية ومادية ضخمة.

تقنية النانو في مصر

تعد تقنية النانو مجالًا سريع النمو من العلوم والتكنولوجيا يتضمن معالجة المادة على المستوى الذري والجزيئي. وشاركت مصر بنشاط في أبحاث تكنولوجيا النانو منذ أوائل العقد الأول من القرن الحالي، مع إنشاء العديد من مراكز البحث والجامعات المخصصة لتكنولوجيا النانو.

كما استثمرت الحكومة المصرية بكثافة في أبحاث تكنولوجيا النانو، حيث قدمت التمويل لمشاريع مثل المبادرة الوطنية لتقنية النانو ومبادرة النانو المصرية، وهو مشروع مشترك بين وزارة التعليم العالي والبحث العلمي، ووزارة الاتصالات وتكنولوجيا المعلومات، وأكاديمية البحث العلمي والتكنولوجيا. تهدف المبادرة إلى تعزيز أبحاث تكنولوجيا النانو في مصر من خلال توفير التمويل للمشاريع المتعلقة بالمواد النانوية، والأجهزة النانوية، وتصنيع النانو، والطب الحيوي النانوي، والإلكترونيات النانوية، وغيرها من المجالات.

تركز المبادرة التي تأسست كمشروع مشترك بين جامعة القاهرة وجامعة عين شمس على تطوير تقنيات جديدة تتعلق بالمواد النانوية، والأجهزة النانوية، وتصنيع النانو، والطب الحيوي النانوي، والإلكترونيات النانوية، وغيرها من المجالات. كما يوفر التدريب للباحثين في هذه المجالات.

بالإضافة إلى هذه المبادرات، هناك العديد من الجامعات في مصر التي تقدم دورات متعلقة بتكنولوجيا النانو، وتشمل هذه الكليات كلية الدراسات العليا للنانو تكنولوجي بجامعة القاهرة، وكلية العلوم بجامعة القاهرة. وكلية الهندسة جامعة عين شمس. وكلية العلوم بجامعة الإسكندرية؛ والعديد من الكليات في الجامعات الحكومية والخاصة.

وتعد مصر أيضًا موطنًا للعديد من مراكز الأبحاث المخصصة لتقنيات النانو مثل المركز الوطني لعلوم النانو وتكنولوجيا النانو بجامعة القاهرة، والمركز الوطني لعلوم النانو وتكنولوجيا النانو بجامعة عين شمس، والمركز الوطني لعلوم النانو وتكنولوجيا النانو في جامعة الإسكندرية، والمركز القومي لعلوم النانو وتكنولوجيا النانو بجامعة حلوان.

وقطعت مصر خطوات كبيرة في تطوير قدراتها في مجال التقنيات النانوية خلال السنوات الأخيرة.

مع استمرار الاستثمار من كل من القطاعين العام والخاص في هذا المجال، من المحتمل أن تستمر مصر في لعب دور مهم في هذا المجال سريع النمو.

وبشكل عام، هناك إمكانات كبيرة لمستقبل تكنولوجيا النانو في مصر. مع الدعم المستمر من الحكومة وزيادة الاستثمار في مشاريع البحث والتطوير المتعلقة بتكنولوجيا النانو، يمكن لمصر أن تصبح رائدة في هذا المجال في المستقبل القريب.

تطبيقات تقنية النانو لمكافحة الاحتباس الحراري والتغيرات المناخية:

التقاط الكربون وتخزينه:

يمكن استخدام تقنية النانو لتطوير المواد التي يمكنها التقاط ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وتخزينه بطريقة آمنة ومأمونة على المدى الطويل.

ويمكن أن تساعد هذه التقنية في تقليل كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في الغلاف الجوي، مما يساعد على تقليل الاحتباس الحراري وبالتالي تقليل آثار تغير المناخ.

الخلايا الشمسية:

يمكن استخدام تقنية النانو لإنتاج خلايا شمسية أكثر كفاءة قادرة على امتصاص المزيد من ضوء الشمس وتحويله إلى كهرباء.

هذا من شأنه أن يقلل من اعتمادنا على الوقود الأحفوري والذي يعد مصدرًا رئيسيًا لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري، ويساعد في تقليل الانبعاثات من محطات الطاقة.

تخزين الطاقة المتجددة:

يمكن استخدام تقنية النانو لتطوير مواد قادرة على تخزين الطاقة بشكل أكثر كفاءة من الطرق التقليدية، مثل البطاريات أو خلايا الوقود.

سيسمح لنا ذلك بتخزين الطاقة المتولدة من مصادر متجددة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، بحيث يمكن استخدامها عند الحاجة، مما يقلل من اعتمادنا على الوقود الأحفوري من خلال السماح لنا بتخزين الطاقة المتجددة لاستخدامها لاحقًا عند الحاجة، ويساعد في تقليل الانبعاثات.

تنقية المياه:

يمكن استخدام تقنية النانو لإنشاء مواد قادرة على تصفية الملوثات من مصادر المياه، مما يجعلها آمنة للشرب والاستخدامات الأخرى.

هذا يمكن أن يساعد في تقليل تلوث المياه الذي يساهم بشكل رئيسي في تغير المناخ، وتحسين جودة المياه في جميع أنحاء العالم.

الحفاظ على المياه:

يمكن استخدام تقنية النانو لتطوير مواد أكثر كفاءة في جمع وتخزين وتنقية المياه لاستخدامها في الزراعة أو التطبيقات الأخرى. يمكن أن يساعد ذلك في تقليل استهلاك المياه في مصر والمساعدة في الحفاظ على الموارد للأجيال القادمة.

مواد مقاومة للحرارة:

يمكن استخدام تقنية النانو لإنتاج مواد أكثر مقاومة للحرارة، والتي يمكن أن تساعد في تقليل كمية الطاقة اللازمة لتبريد المباني أثناء الطقس الحار.

سيساعد هذا أيضًا في تقليل اعتمادنا على تكييف الهواء، وهو مصدر رئيسي آخر لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

تحسين العزل:

يمكن استخدام تقنية النانو لإنتاج مواد عزل أفضل للمباني، مما يساعد على إبقائها أكثر برودة في الصيف وأكثر دفئًا في الشتاء.

هذا من شأنه أن يقلل من اعتمادنا على أنظمة التدفئة والتبريد، والتي تعد مصدرًا رئيسيًا آخر لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

مواد البناء:

يمكن استخدام تقنية النانو لإنشاء مواد بناء أقوى وأخف وزنا وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة من المواد التقليدية مثل الخرسانة أو الفولاذ.

يمكن أن يساعد ذلك في تقليل استهلاك الطاقة في المباني، وبالتالي تقليل الانبعاثات المرتبطة بالتدفئة والتبريد.

المباني الذكية:

يمكن استخدام تقنية النانو لإنشاء مباني أكثر ذكاءً تكون معزولة بشكل أفضل وتستخدم طاقة أقل، وبالتالي تقليل الانبعاثات من أنظمة التدفئة والتبريد.

وبالطبع هناك العديد من الإيجابيات والسلبيات لاستخدام تكنولوجيا النانو، ومن أهمها:

الإيجابيات:

1. يمكن استخدام تقنية النانو لإنشاء مصادر طاقة أكثر كفاءة، مثل الخلايا الشمسية وخلايا الوقود وتوربينات الرياح.

يمكن أن تقلل هذه التقنيات من كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في الغلاف الجوي، مما يساعد على إبطاء تغير المناخ.

2. يمكن استخدام تقنية النانو لإنتاج مواد أكثر مقاومة لدرجات الحرارة القصوى والظروف الجوية.

يمكن أن يساعد ذلك في حماية البنية التحتية من آثار تغير المناخ، مثل الفيضانات والعواصف.

3. يمكن استخدام تقنية النانو لإنتاج مواد جديدة تكون أفضل في حبس الحرارة أو عكس ضوء الشمس، مما قد يساعد في تقليل الاحتباس الحراري.

4. يمكن استخدام تقنية النانو لإنشاء أنظمة ترشيح مياه أكثر كفاءة، والتي يمكن أن تساعد في تقليل تلوث المياه الناجم عن تغير المناخ.

السلبيات:

1. لا تزال تقنية النانو مجالًا علميًا جديدًا نسبيًا ولا يزال هناك الكثير غير معروف عن مخاطرها وفوائدها المحتملة. هناك خطر من أن المواد النانوية يمكن أن يكون لها عواقب غير مقصودة على صحة الإنسان أو البيئة إذا لم يتم تنظيمها أو مراقبتها بشكل صحيح.

2. وهناك مخاوف من أن تكون لتقنية النانو عواقب محتملة غير مقصودة على البيئة، مثل احتمال تراكم الجزيئات النانوية في البيئة وإلحاق الضرر بالنباتات والحيوانات والأشجار، والبشر.

3. قد تكون تكلفة تطوير وتطبيق التقنيات النانوية باهظة بالنسبة لبعض البلدان أو المناطق، ويمكن أن تكون تقنية النانو مكلفة لتطويرها وتنفيذها مما يجعل من الصعب على البلدان أو الأفراد الأفقر الوصول إليها أو الاستفادة من استخدام هذه التقنيات من أجل مكافحة تغير المناخ بشكل فعال.

4. قد يؤدي استخدام التكنولوجيات النانوية إلى زيادة استهلاك الموارد مثل الطاقة والمياه، والتي يمكن أن تساهم بشكل أكبر في تغير المناخ إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح.

5. لا توجد حاليًا لوائح تنظيمية تحكم استخدام تقنية النانو في مكافحة تغير المناخ، مما قد يؤدي إلى تطبيقات غير مسؤولة أو خطيرة للتكنولوجيا.

6. هناك نقص وافتقار في الفهم العام لتقنية النانو وتطبيقاتها المحتملة في مكافحة تغير المناخ، مما قد يؤدي إلى مقاومة أو عدم ثقة من أولئك الذين ليسوا على دراية بالتكنولوجيا.