اختراع برنده نوبل شیمی: تولید روزانه هزار لیتر آب فقط با انرژی حرارتی محیط
دستگاهی پیشرفته به ابعاد یک کانتینر که بدون نیاز به برق شهری، ناجی جوامع درگیر خشکسالی و طوفانهای ویرانگر میشود.
دید ۳ – علم و فناوری | بر اساس گزارش نشریه گاردین، عمر یاغی، شیمیدان برجسته و برنده جایزه نوبل، موفق به ساخت دستگاهی پیشرفته شده است که میتواند روزانه تا هزار لیتر آب شیرین و گوارا را مستقیماً از هوای خشک بیابان استخراج کند. ویژگی بینظیر و حیاتی این اختراع، بینیازی مطلق آن به برق شهری و تکیه بر انرژی حرارتی ناچیز محیط است؛ دستاوردی نوآورانه که میتواند در دل مناطق قحطیزده یا جوامع آسیبدیده از طوفانهای ویرانگر، به عنوان یک سپر دفاعی قدرتمند عمل کرده و جان هزاران انسانِ تشنه را از مرگ نجات دهد.
هشدار سازمان ملل درباره ورشکستگی آب و نیاز فوری به جایگزینهای پایدار
گزارشهای ماه گذشته سازمان ملل متحد، تصویر بسیار تاریک و نگرانکنندهای از آینده منابع آبی کره زمین ترسیم میکنند. بر اساس این اسناد، جهان اکنون رسماً وارد دوران خطرناک «ورشکستگی جهانی آب» شده است. بررسیها نشان میدهند که نزدیک به سهچهارم از کل جمعیت کره زمین در کشورهایی زندگی میکنند که از نظر امنیت آبی در وضعیت ناپایدار یا بحرانی طبقهبندی میشوند. حدود ۲.۲ میلیارد نفر از انسانها هنوز به سادهترین امکانات آب آشامیدنی سالم دسترسی ندارند و بیش از ۳.۵ میلیارد نفر از خدمات بهداشتی اولیه محروم هستند. در کنار این آمار تکاندهنده، بیش از چهار میلیارد نفر دستکم یک ماه از سال را با کمبود شدید و فلجکننده آب سپری میکنند.
این اعداد خشک و بیروح روی کاغذ، در دنیای واقعی به معنای مهاجرتهای اقلیمی گسترده، نابودی زمینهای کشاورزی و شیوع بیماریهای عفونی در جوامع آسیبپذیر هستند. در چنین فضایی، یافتن منابع جایگزین و خارج از چارچوب برای تأمین آب، دیگر یک انتخاب لوکس یا یک پژوهش صرفاً دانشگاهی نیست، بلکه یک ضرورت قطعی برای تضمین بقای نسل بشر به شمار میرود. اختراع جدید پروفسور یاغی دقیقاً در همین نقطه بحرانی، پاسخی عملی به یکی از بزرگترین چالشهای قرن بیست و یکم ارائه میدهد.
معماری مولکولی؛ چگونه شیمی شبکهای رطوبت پنهان هوا را میمکد؟
دستگاهی که این دانشمند اردنیتبار طراحی کرده، بر پایهی شاخهای بسیار نوین و پیچیده از علم به نام «شیمی رتیکولار» یا شیمی شبکهای کار میکند. برای درک بهتر مکانیسم این فناوری، یک اسفنج هوشمند را تصور کنید که در سطح مولکولی با ظرافت تمام مهندسی شده است. این اسفنج جادویی به جای آنکه آب را از روی سطوح خیس جمعآوری کند، رطوبت بسیار ناچیز و پنهان در هوای محیط را حتی در خشکترین و بیرحمترین بیابانها به درون بافت خود میکشد و سپس آن را به قطرات آب مایع تبدیل میکند.
شرکت فناوری آتوکو (Atoco) که عمر یاغی خود بنیانگذار آن است، این سیستمهای پیشرفته را در قالب واحدهایی فلزی به اندازه یک کانتینر باری ششمتری (۲۰ فوتی) ساخته است. این ابعاد استاندارد باعث میشود تا بتوان کانتینرهای تولید آب را به سادگی پشت کامیون بار زد و به دورافتادهترین روستاها یا مناطق بحرانزده منتقل کرد. جذابترین بخش این سازوکار مهندسی این است که دستگاهها برای فعالیت شبانهروزی خود به هیچوجه نیازی به اتصال به شبکه سراسری برق یا سوزاندن سوختهای فسیلی ندارند. آنها تنها با استفاده از انرژی حرارتی بسیار ضعیف موجود در محیط اطرافشان (تبادل دمایی روز و شب) کار میکنند. وقتی طوفان دکلهای برق را فرو میریزد یا خشکسالی سدهای عظیم را به شورهزار تبدیل میکند، این ژنراتورهای آبی کاملاً مستقل میتوانند روزانه هزار لیتر آب پاکیزه در اختیار مردم محلی قرار دهند.
مسیر نوبل شیمی؛ از کشف ساختار پروتئین در سال گذشته تا استخراج آب از آسمان
آکادمی سلطنتی علوم سوئد، جایزه نوبل سال ۲۰۲۵ در رشته شیمی را به پاس این اختراع نجاتبخش و انساندوستانه به عمر یاغی تقدیم کرد. اما برای درک بهتر جایگاه این کشف، بد نیست نگاهی به روند اهدای این جایزه بیندازیم. سال گذشته، در سال ۲۰۲۴، این جایزه معتبر به چه کسانی و برای چه دستاوردی اهدا شد؟
در سال ۲۰۲۴، جایزه نوبل شیمی به صورت مشترک به سه دانشمند برجسته به نامهای دیوید بیکر، دمیس هاسابیس و جان جامپر رسید. دستاورد شگرف آنها، طراحی محاسباتی پروتئین و پیشبینی ساختار سهبعدی آن با استفاده از سیستمهای پیشرفته هوش مصنوعی بود. آنها توانستند یکی از پیچیدهترین رازهای زیستشناسی مولکولی را که دههها ذهن محققان را به خود مشغول کرده بود، رمزگشایی کنند.
اهدای جایزه نوبل در دو سال پیاپی به دو حوزه کاملاً متفاوت، نشاندهنده گستردگی شگفتانگیز و کاربردی بودن علم شیمی است. سال گذشته تمام تمرکز کمیته نوبل بر روی کشف ساختارهای میکروسکوپی و نرمافزاری حیات (پروتئینها) بود، ولی امسال در سال ۲۰۲۵، نگاه داوران مستقیماً به سمت یک بحران کلان، ملموس و مرگبار جهانی چرخید: مهار خشکسالی و تأمین آب برای انسانِ تشنهی امروز. این چرخش معنادار نشان میدهد که والاترین جایگاه علم، زمانی است که بتواند گرهی کور از مشکلات واقعی و روزمره جوامع بشری باز کند.
فروپاشی زیرساختها در طوفانهای کارائیب و راهکار ژنراتورهای مستقل
طوفانهای مهیب دریایی همواره یکی از سرسختترین دشمنان زیرساختهای متمرکز آبرسانی بودهاند. وقتی توفندهای ویرانگری مانند «بریل» یا «ملیسا» به مناطق ساحلی حمله میکنند، شبکههای برق و لولهکشی آب در همان ساعات اولیه متلاشی میشوند. جزایر منطقهی کارائیب به دلیل موقعیت جغرافیایی خاص خود، هر ساله قربانی بیدفاع این بلایای طبیعی هستند و هزاران نفر در یک چشمبرهمزدن دسترسی خود را به آب آشامیدنی از دست میدهند.
کشور سهجزیرهای گرنادا و جزایر اقماری آن مثل کاریاکو و پتیت مارتینیک در سال ۲۰۲۴ خسارتهای سهمگینی از طوفان بریل دریافت کردند. ساکنان این مناطق با یک تهدید وحشتناک سهگانه روبرو هستند: طوفانهای سهمگین، خشکسالیهای فصلیِ طولانی و فرسایش شدید سواحل. داوون بیکر، از مقامات دولتی و فعالان محیطزیست در کاریاکو، شرایط را بسیار شکننده توصیف میکند. ساکنان این جزایر در فصلهای خشک مجبورند آب مصرفی خود را با هزینههای کمرشکن از سرزمینهای اصلی وارد کنند. استفاده از کشتیها و تانکرهای بزرگ برای حمل آب نه تنها بسیار پرهزینه است، بلکه خطر جدی آلودگی آب و تولید حجم عظیمی از گازهای گلخانهای را نیز به همراه دارد. استقرار سیستم غیرمتمرکز پروفسور یاغی که میتواند بدون نیاز به سیمکشی برق و لولههای قطور، مستقیماً از هوای جزیره آب بکشد، یک سیستم پدافند غیرعامل بینظیر برای مقاومت این جوامع در برابر خشم طبیعت محسوب میشود.
فاجعه زیستمحیطی آبشیرینکنها در برابر فناوری سبز استخراج از هوا
شیرینسازی آب دریا، دهههاست که به عنوان راهکار اصلی و دمدستی برای جبران کمبود آب در کشورهای ساحلی شناخته میشود. خیلیها تصور میکنند ساخت دستگاههای عظیم آبشیرینکن در حاشیه خلیجها و اقیانوسها میتواند به سادگی مشکل تشنگی زمین را حل کند. اما این سکه روی بسیار تاریک و ویرانگری هم دارد.
شاید بپرسید وقتی اقیانوسهای پهناور در دسترس هستند، چرا باید برای تولید دستگاهی جهت استخراج آب از هوا اینقدر هیجانزده باشیم؟ پاسخ اصلی در فاجعهی پنهانِ آبشیرینکنهای صنعتی و نجات اکوسیستم نهفته است. این تأسیسات غولپیکر، روزانه میلیونها لیتر پساب بهشدت نمکی و سمی را به دل دریاها پمپاژ میکنند و مناطق مردهای میسازند که هیچ ماهی یا مرجانی در آنها زنده نمیماند؛ در حالی که فناوری پروفسور یاغی، دقیقاً برعکس عمل میکند و با استخراج بیصدای رطوبت از بادهای گرم، بحران آب را بدون تحمیل کوچکترین جراحتی بر پیکر طبیعت درمان میکند.
روزهای تشنگی در اردوگاه پناهندگان؛ انگیزهای که جهان را تغییر داد
برای درک ریشههای عمیق این اختراع بزرگ، باید به گذشتهی سازندهی آن نگاهی بیندازیم. عمر یاغی، کودکی خود را در شرایطی کاملاً متفاوت با آزمایشگاههای مجهز و درخشان دانشگاه کالیفرنیا برکلی گذراند. او در یک اردوگاه پناهندگان در کشور اردن بزرگ شد؛ در خانهای بسیار محقر که نه آب لولهکشی داشت و نه خبری از جریان برق در آن بود. طعم گس تشنگی و انتظار کشیدنهای طولانی، بخش جداییناپذیری از خاطرات دوران رشد اوست.
یاغی در جریان سخنرانی احساسی خود در ضیافت نوبل، با یادآوری آن روزهای سخت گفت که چگونه کامیونهای دولتی هر یک یا دو هفته یکبار برای توزیع سهمیه آب به مناطق بیابانی و فقیرنشین آنها میآمدند. او به روشنی به یاد میآورد که زمزمهی «آب آمد» در کوچههای خاکی محله میپیچید و او به عنوان یک کودک، با دلهره و اضطراب هر ظرف و دبهای که پیدا میکرد را به سمت تانکر میدوید تا پیش از قطع شدن جریان آب، سهم خانوادهاش را بردارد. همین تجربههای تلخ، بذر رویایی بزرگ را در ذهن او کاشت.
او امروز اختراع خود را نوعی از علم میداند که قادر است مفهوم ماده را بازآفرینی کند. یاغی در پایان سخنرانیاش از رهبران سیاسی جهان خواست تا موانع را از سر راه پیشرفت علم بردارند، از آزادیهای آکادمیک با تمام قوا محافظت کنند و درهای کشورهایشان را به روی استعدادهای جهانی باز نگه دارند. او تأکید کرد که زمان برای اقدام جمعی اقلیمی فرا رسیده و علم، راهکارهای خود را روی میز گذاشته است؛ اکنون تنها چیزی که جهان به آن نیاز دارد، شجاعت سیاستمداران است تا بتوانیم سیارهای زنده و سرشار از امید را به دست نسلهای آینده بسپاریم.
برای مطالعه و پیگیری آخرین اخبار علم و فناوری اینجا کلیک کنید.
/ پایان پیام
