أجرى باحثون، من مركز التحفيز والفصل ومركز التصنيع الرقمي المتقدم والطباعة ثلاثية الأبعاد في جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا، دراسة لتحقيق الدمج بين مجالي التحفيز والطباعة ثلاثية الأبعاد لتطوير تكنولوجيات رائدة في مجال احتجاز غاز ثاني أكسيد الكربون وتحويله، حيث يعتبر ذلك خطوة هامة فيما يتعلق بالتصدي للتحديات العالمية المتعلقة بالتخلص من الكربون، وتُعَد هذه الدراسة جزءًا من المبادرة المشتركة "سينرجون" في مركز التحفيز والفصل، والتي تهدف إلى كسر الحواجز التي تفصل بين المجالات العلمية المتنوعة وإيجاد المزيد من فرص التعاون بين مجالات البحث التقليدية والحديثة بهدف تطوير الحلول المُبتَكَرَة.
نُشِرَت هذه الورقة البحثية في المجلة العلمية "سَبريشن آند بيوريفيكيشن تكنولوجي"، المندرجة في قائمة أفضل 1% من المجلات العلمية المعنيّة بمجال الفصل بين المواد وتنقيتها، تحت عنوان "شبكات مسامية ذات الشكل الهندسي المسمّى بجيرويد مصنوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد ومطلية بمعدن الزيوليت لامتصاص ثاني أكسيد الكربون". وسلطت الورقة الضوء على آلية استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في إنشاء مواد ماصّة ومصمّمة بطريقة تؤهلها لتحسين الأداء في التطبيقات المستدامة لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون. وساهم هذا الدمج بين التحفيز والطباعة ثلاثية الأبعاد في تغلّب الفريق البحثي على القيود التي استمرت لفترات طويلة وابتكار حلول مُبتَكَرَة لإدارة الكربون بشكل مستدام.
شمل الفريق البحثي الأستاذة الدكتورة كرياكي بوليكرونوبولو، مديرة مركز التحفيز والفصل والأستاذ الدكتور جورجيوس كارانيكولوس، أستاذ الهندسة الميكانيكية وأستاذ مشارك في قسم الهندسة الكيميائية بجامعة باتراس في اليونان وشريك خارجي في مركز التحفيز والفصل، والدكتورة نهلة العمودي وقائد فريق الموضوع الثاني طالب الدكتوراه في مركز التحفيز والفصل، كيدار جيفراخ، إضافة للأستاذ الدكتور راشد أبو الرُّب، مدير مركز التصنيع الرقمي المتقدم والطباعة ثلاثية الأبعاد وأستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة خليفة.
تمكن الفريق البحثي من تحديد التحدي الرئيس الذي يواجه العوامل الماصّة المصنوعة باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد والمتمثل في انخفاض القوة الميكانيكية، ويقوم أعضاء الفريق في الوقت الراهن بالعمل على التخلص من ذلك التحدي بالاستفادة من العوامل الماصّة النامية في موقعها الأساسي على دعامات معدنية مصنوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.
وأتاحت الطباعة ثلاثية الأبعاد التصنيع الدقيق للمركبات المعقدة ذات الأسطح العالية، وهو ما أدى إلى تعزيز كفاءة عملية احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتحويله، كما أن الفريق يقوم حاليًا بتطوير عوامل ماصّة متخصصة وعوامل محفزة تتفوق على المواد التقليدية في أدائها، من خلال المزج بين قوة التحفيز والطباعة ثلاثية الأبعاد.
اعتمد أعضاء الفريق البحثي على تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد، كتقنية الذوبان الانتقائي بالليزر والطباعة الحجرية المجسمة والمعالجة الرقمية للضوء بهدف تصنيع عوامل ماصة مشتقة من معدن الزيوليت مصمّمة بطريقة معيّنة مع خصائص هندسية محسنة كالطبقات الرقيقة للشكل الهندسي "الجيرويد" لاستخدامها في عملية احتجاز ثاني أكسيد الكربون.
يذكر أن أعضاء الفريق بحثوا في الطباعة ثلاثية الأبعاد لدعامات معدنية مطلية بمحفزات لتحويل ثاني أكسيد الكربون المحتجز إلى وقود أو مركبات كيميائية نافعة، وقد سهلت الدعامات المعدنية المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد عملية تبديد الحرارة بكفاءة، وهو ما أدى إلى تحسين مستوى توازن المحفزات ونشاطها.
مريم ماضي
أخصائية ترجمة وتعريب