«علوم الاستمطار» ينتج مواد من تكنولوجيا النانو لتلقيح السحب وزيادة الأمطار

كشف برنامج الإمارات لبحوث علوم الاستمطار، عن تحقيق تقدم كبير في مشروع زيادة كميات الأمطار، من خلال توظيف تطبيقات تكنولوجيا النانو في صناعة مواد جديدة لتلقيح السحب وزيادة فعالية عملية تكوين قطرات المطر، والذي تنفذه البروفيسورة في معهد مصدر بجامعة خليفة، ليندا زو، مشيراً إلى أنه تجرى حالياً عملية التصديق على استخدام مادة التلقيح الجديدة في الأجواء المفتوحة.

فيما أكدت زو نجاحها في إنتاج، واختبار وتقييم مواد جديدة لتلقيح السحب استناداً إلى تقنيات النانو، مشيرة إلى أن هذه المواد تسهم في زيادة عدد قطرات المطر في السحب بمعدل ثلاث مرات، في حال بلغت نسبة الرطوبة 100%، وذلك مقارنة بالمواد المستخدمة.

وتفصيلاً، أوضح البرنامج، أن أحدث خطوات مشروع استخدام تكنولوجيا النانو لتسريع تنوية تكثيف المياه ونموها، الذي تنفذه البروفيسورة زو، وحصلت من خلاله على منحة الدورة الأولى من البرنامج، تتمثل في توسيع نطاق العمليات والأساليب لإنتاج المادة المبتكرة لتلقيح السحب وتصميم وتصنيع جسيمات لعملية تكوّن البلورات الثلجية البارد، والقيام بعملية تصميم وتصنيع صفائح نانو الجرافين، كجسيمات معززة لزيادة البلورات الثلجية، مشيراً إلى أنه بالتوازي مع ذلك تجرى عملية التصديق على استخدام مادة التلقيح الجديدة في الأجواء المفتوحة، بالتعاون مع هيئة البيئة أبوظبي.

وأشار تقرير صادر عن البرنامج إلى أن المشروع يسعى إلى تطبيق المعرفة عالية الجودة في تقنية النانو لتصنيع مواد تلقيح مبتكرة، لزيادة كفاءة تشكل قطرات المطر، من خلال تحسين فعاليات التقنيات المستخدمة لزيادة كميات الهطول المطري لتصنيع جسيمات معالجة بتقنية النانو لتقوم محل عمل مواد التلقيح، في سبيل زيادة تركيز معدلات بخار الماء داخل السحب (العملية الأساسية لتكون قطرات المطر).

ولفت إلى أن المشروع يستند إلى أسلوب مبتكر للمراقبة الميدانية، لتقييم امتصاص المياه وعمل تكثف لمواد التلقيح باستخدام المجهر الإلكتروني الفاحص، والمجهر الإلكتروني الناقد، حيث أجرى الفريق البحثي اختبارات لمواد التلقيح الجديدة في غرف محاكاة للسحب في روسيا، بينما تم دمج مادة التلقيح الجديدة ضمن نموذج لا يتجزأ مخصّص للتنبؤ وتحديد معدل هطول الأمطار وهطول الأمطار المعزز.

وأوضح التقرير أن البروفيسورة ليندا زو حصلت على دعم لجزئية النمذجة العددية في مشروعها البحثي من جامعة بلغراد صربيا، كما قامت بتصميم مواد جديدة لتلقيح السحب يمكنها امتصاص كميات أكبر من بخار الماء من الملح النقي، ويمكن لهذه المواد الجديدة أن تساعد على تكوين قطرات مياه أكبر بكثير، وبالتالي زيادة احتمال هطول الأمطار وباستخدام مجهر الفحص الإلكتروني وتجارب حجرة السحب تم تأكيد فعالية هذه المواد الجديدة بشكل إيجابي، والتحقق من صحتها.

وأكد، أن النتائج الخاصة بالمشروع أظهرت أنه في حال وجود رطوبة بنسبة 100%، أدت مواد التلقيح الجديدة لتشكل عدد أكبر من قطرات الماء كبيرة الحجم بنسبة 300%، ما يمثل إنجازاً مهماً مقارنة بمواد التلقيح التقليدية، ويتضح نجاح المشروع من خلال قيام الفريق بتسجيل براءة اختراع عالمية، لدى مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية في الولايات المتحدة الأميركية، لإجراء عمليات تلقيح السحب باستخدام النانو.

وشدد التقرير على أنه تم تحقيق أهداف المشروع المتمثلة في تصميم وتصنيع مواد جديدة لتلقيح السحب، وتم تمييز هذه المواد أولاً من حيث الحجم، والتركيب الكيميائي، وتوزع العناصر، ثم تم تقييم أدائها الاسترطابي بوساطة تحليل بخار الماء، بالإضافة على تطوير طريقة جديدة لمراقبة التغير الفوري لحجم المواد الجديدة في بيئة ثنائية الأبعاد، مشيراً إلى أنه بالاستعانة بنتائج غرفة محاكاة السحب، عمل فريق البروفيسورة زو مع فريق من جامعة بلغراد لدمج خصائص المواد الكيميائية الفيزيائية للبذور بشكل واضح، في نموذج رقمي للتنبؤ الجوي عن طريق تطوير نموذج طرد مخصص، حيث تطوير النماذج أحادية البعد وثلاثية الأبعاد، لمحاكاة مواد البذر الجديدة، وتقييم قيمتها المضافة في عمليات الاستمطار.

تلقيح السحب

أكد برنامج الإمارات لبحوث علوم الاستمطار، أن البروفيسورة ليندا زو، الحاصلة على منحة البرنامج في دورته الأولى، استطاعت تحقيق تقدم كبير في مشروعها البحثي الذي يهدف إلى تطبيق تكنولوجيا النانو وعلوم الأغشية لتطوير حلول عالية الكفاءة وقليلة الطاقة في مجال حلول تحلية وتنقية المياه، مشيراً إلى أنه عقب نشر نتائج أبحاثها السابقة في أكثر من 100 مقالة علمية وعروض في المؤتمرات المتخصصة، تواصل زو العمل في تنفيذ مشروعها البحثي المختص بالاستمطار والحاصل على منحة البرنامج.

وأصدرت زو، أخيراً، مقالاً علمياً بعنوان «تحسين هطول الأمطار بوساطة تلقيح السحب المستند إلى استخدام الهباء الجوي ذي التصميم الصدفي، وفق ما كشف عنه النموذج الجديد لتجارب تلقيح السحب».