خبر کامل
برندگان نوبل شیمی ۲۰۲۵ پروژه استخراج آب از بیابان‌های امارات را با فناوری MOF آغاز کردند
برندگان جایزه نوبل شیمی سال ۲۰۲۵ با معرفی و اجرای فناوری پیشگامانه خود، موسوم به «چارچوب‌های فلزی-آلی» (MOFs)، فصلی نوین در مبارزه با بحران جهانی آب گشودند. این سه دانشمند برجسته، عمر یاغی، ریچارد رابسون و سوسومو کیتاگاوا، با حضور در امارات متحده عربی، پروژه‌ای صنعتی را برای استخراج آب آشامیدنی از رطوبت ناچیز بیابان‌های این کشور آغاز کرده‌اند؛ دستاوردی که می‌تواند الگوی تأمین آب پایدار برای مناطق خشک جهان باشد.
تولد «شیمی شبکه‌ای» و چارچوب‌های MOF
جایزه نوبل شیمی سال جاری به پاس دستاورد اعجاب‌انگیز این سه پژوهشگر در بنیان‌گذاری شاخه‌ای نوین از دانش مواد به نام «شیمی شبکه‌ای» (Reticular Chemistry) اهدا شد. این رویکرد، که بر مبنای طراحی معمارانه ساختارهای مولکولی استوار است، به جای ترکیب تصادفی، از مولکول‌ها به عنوان بلوک‌های ساختمانی منظم استفاده می‌کند تا مواد بلوری با شبکه‌های دقیق و متخلخل پدید آید.
محصول اصلی این دانش، چارچوب‌های فلزی-آلی (Metal Organic Frameworks یا MOFs) هستند. این شبکه‌های مولکولی با اتصال یون‌های فلز به مولکول‌های آلی، سازه‌ای فوق‌العاده سبک، متخلخل و با سطح جذب بسیار بالا ایجاد می‌کنند. ویژگی کلیدی MOFها، وجود میلیون‌ها حفره در مقیاس نانومتری است؛ منافذی که به آن‌ها اجازه می‌دهد گازها و مایعات را همچون یک اسفنج مولکولی جذب، ذخیره و آزاد کنند.
استخراج آب آشامیدنی از هوای خشک بیابان
توانایی منحصربه‌فرد MOFها در جذب و ذخیره‌سازی مولکول‌های آب از رطوبت بسیار ناچیز هوا، حتی در شرایط بیابانی و خشک که رطوبت هوا کمتر از ۲۰ درصد است، این فناوری را به راه‌حلی حیاتی برای بحران آب تبدیل کرده است.
عملکرد فناوری MOF در جذب آب
فرآیند استخراج آب در این فناوری بر یک چرخه ساده استوار است:
- جذب: شبکه‌های MOF مولکول‌های آب موجود در هوای خشک را با کارایی بالا جمع‌آوری می‌کنند.
- آزادسازی: سپس با افزایش اندک دما، آب جذب‌شده به صورت مایع و قابل شرب آزاد می‌شود.
همین قابلیت خارق‌العاده، امارات متحده عربی را به یکی از نخستین کشورهای پیشرو در بهره‌برداری صنعتی از این نوآوری تبدیل کرده است. در این کشور، آزمایشگاه‌ها و شرکت‌های توسعه انرژی با حمایت دولت، در حال گسترش کاربرد MOFها در مقیاس وسیع هستند تا رویای تأمین منابع آب پایدار برای مناطق خشک، به واقعیت بپیوندد. دکتر عمر یاغی، یکی از چهره‌های محوری این تحول، با ریشه‌ای عربی–آمریکایی، همکاری‌های گسترده‌ای با مراکز علمی و صنعتی خاورمیانه داشته است.
MOF؛ فراتر از آب، کلید کاهش تغییرات اقلیمی
فناوری چارچوب‌های فلزی–آلی، اکنون فراتر از یک دستاورد صرف در شیمی، به نقطه‌ی تلاقی علم مواد، محیط زیست و انرژی جهانی تبدیل شده است. کاربردهای گسترده این مواد، چشم‌اندازهای جدیدی را برای حل سایر چالش‌های جهانی فراهم کرده است:
- جذب دی‌اکسید کربن: MOFها قادرند دی‌اکسید کربن را از جو جذب کرده و نقشی مستقیم در کاهش اثرات تغییرات اقلیمی ایفا کنند.
- ذخیره‌سازی انرژی: توانایی آن‌ها در ذخیره‌سازی هیدروژن، چشم‌اندازی تازه برای توسعه سوخت‌های پاک و انرژی پایدار فراهم کرده است.
- تصفیه آب: خواص جذبی و فیلترکننده این مواد سبب شده تا در صنعت تصفیه آب و حذف آلاینده‌ها، به عنوان جایگزینی کارآمد برای جاذب‌های سنتی، مورد استفاده قرار گیرند.
پروژه‌هایی که در امارات برای بهره‌برداری از MOFها در استخراج آب از هوای گرم و خشک آغاز شده، می‌تواند به الگویی حیاتی برای دیگر کشورهای منطقه تبدیل شود و نقش نوآوری‌های علمی را در حل بحران‌های حیاتی بشر برجسته سازد.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
زمان انتشار:
۰۷:۰۸ - ۱۴۰۴/۰۹/۱۷