نوع جديد من الهياكل الفلزية العضوية قد يسهم في حل أزمة المياه
٢٧ سبتمبر ٢٠٢٣

تُمثل مشكلة نقص الماء تحديًا عالميًا بسبب الطلب المتزايد عليها، ومشاكل تلوثها المتفاقمة. وعلى الرغم من وجود عدة وسائل لعلاج مشكلة التلوث، فإنها لا تخلو من العيوب؛ مثل: خاصية التناضح العكسي، أو الأسموزية العكسية Reverse Osmosis - انتقال الماء من الوسط الأقل كثافة إلى الأعلى كثافة - التي يصعب استخدامها مع  المياه عالية الملوحة بسبب ضغطها الكبير على الأغشية المستخدمة في هذه العملية حاليًّا، مما يؤدي لتلف الأغشية سريعًا. أما خاصية التقطير الغشائي Membrane distillation، فتعتمد على فصل الماء عن الشوائب بتمريرها على غشاء مسامي لا يسمح بمرور الشوائب، ولكنها كذلك تواجه تحديات كثيرة، مثل قصورها أمام درجات الحرارة المرتفعة، كما أن الشوائب كبيرة الحجم قد تسد المسام، خصوصًا مع مرور الوقت.

للتغلب على هذه التحديات ومثيلاتها، قدم لنا بحثٌ منشور في دورية Nature Communications نوعًا مميزًا من أغشية الهياكل الفلزية-العضوية Metal organic frameworks   التي تتفوق على قريناتها في ثباتها حتى في الملوحة العالية، أو الكلور، أو درجة الحرارة المرتفعة. وعادة ما تكون هذه المواد طاردة للماء، لكن استطاع الباحثون تصميم غشاء قوي ورفيع للغاية من مادة ML-UiO-66 ليُحسّن من نفاذية الماء، وفصله عن الأملاح  بدرجة كبيرة؛ وذلك بُصنع ثقوب نانوية داخل المواد السيراميكية الموجودة بالهيكل باستخدام ممنهج لكيمياء الخلل defect chemistry، وهو فرعٌ من فروع الكيمياء لدراسة العيوب الموجودة بالمواد الصلبة وتأثيرها عليها. 

بفضل هذه المادة المميزة يُمكننا التفاؤل بمستقبل أفضل نستطيع فيه أن نُحول المياه المالحة إلى مياه صالحة للشرب، وبالتالي نسهم في حل مشكلة نقص المياه الملحّة وتجنب الصراعات التي يمكن أن تنتج عنها.

اقتراح ومراجعة علمية
هبة مجاهد
جامعة Genoa
تدقيق ومراجعة لغوية
د/ دعاء مجاهد
جامعة هارفارد
أحمد صفوت
صحفي حر
علا زيادة
جامعة القاهرة