من "حصاد المياه من الهواء" إلى "التقاط الكربون":
جائزة نوبل تكشف عن مستقبل رغوة الميلامين المتفحمة
— SINOYQX تستكشف الحدود المستدامة لعلم المواد
- إلهام نوبل: كيف يُحدث علم المواد تحولاً في استخدام الموارد
في أكتوبر 2025، منحت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم جائزة نوبل في الكيمياء إلى سوسومو كيتاغاوا (اليابان) ، وريتشارد روبسون (أستراليا) ، وعمر ياغي (الولايات المتحدة).
لقد مكّن عملهم الرائد في مجال الأطر المعدنية العضوية (MOFs) - التي توصف بأنها "إسفنجات جزيئية" - البشرية من استخلاص المياه الصالحة للشرب من الهواء الجاف للغاية والتقاط ثاني أكسيد الكربون الجوي بكفاءة.
تكمن القوة الفريدة لـ MOFs في هياكلها النانوية المسامية القابلة للتعديل ، والتي تسمح للعلماء بالتحكم بدقة في حجم المسام والمواقع الكيميائية، وامتصاص الغازات أو جزيئات الماء أو الأنواع المستهدفة الأخرى بشكل انتقائي.
فتحت المواد العضوية المعدنية المسامية (MOFs) حقبة جديدة في استخدام موارد الهواء ، وتشمل تطبيقاتها الرئيسية ما يلي:
- 🌫️ التقاط ثاني أكسيد الكربون لمبادرات الحياد الكربوني؛
- 💧 حصاد المياه من هواء الصحراء لإنتاج مياه نظيفة؛
- 🧪 تغليف وفصل الغازات الصناعية السامة لإنتاج أكثر أمانًا؛
- 🔋 تعزيز كفاءة الطاقة وتقليل الانبعاثات.
ويمثل هذا الإنجاز العلمي انتقال البشرية إلى مستقبل حيث يصبح الهواء نفسه موردًا مستدامًا.
- رغوة الميلامين المتفحمة: من "الإسفنج الجزيئي" إلى "إسفنج الكربون"
بينما تعيد تقنية MOF تشكيل البحث العلمي، فإن SINOYQX رائدة في تحقيقها الهندسي من خلال نهج مواد مختلف - رغوة الميلامين المكربن (CMF).
عندما تخضع رغوة الميلامين لعملية التفحيم تحت جو خامل (حوالي 800 درجة مئوية) ، فإنها تتحول إلى شبكة كربون مسامية خفيفة الوزن ولكنها قوية مشبعة بالنيتروجين، وتتميز بخصائص مثل:
- مساحة سطح عالية للغاية (800-2000 متر مربع/جم)؛
- نظام المسام الهرمي (المسام الدقيقة والمتوسطة والكبيرة)؛
- امتصاص ضوئي حراري ممتاز وتوصيل ممتاز؛
- الخمول الكيميائي والمرونة الميكانيكية.
لا يقتصر دور "إسفنجة الكربون" هذه على امتصاص بخار الماء والتقاط ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال فحسب، بل إنها تسد الفجوة بين الدقة العلمية على مستوى MOF وجدوى التطبيق على نطاق صناعي.
- وظيفة مزدوجة: "من الهواء إلى الماء" و"احتجاز الكربون"
1️ ⃣ أنظمة الهواء إلى الماء (AWH)
عن طريق طلاء سطح الرغوة المتفحمة بـ طبقات نانوية محبة للماء (على سبيل المثال، Zr-MOFs، أكسيد الجرافين)، يمكن للمادة امتصاص الرطوبة الجوية حتى في البيئات ذات الرطوبة المنخفضة.
خلال النهار، تقوم أشعة الشمس بتسخين الرغوة، مما يؤدي إلى إطلاق البخار الذي يتكثف بعد ذلك إلى ماء سائل.
تتيح دورة الامتزاز والإطلاق والتكثيف هذه إمكانية توليد المياه اللامركزية والخالية من الكهرباء - وهو أمر مثالي للصحاري والجزر والمناطق النائية.
2️⃣ احتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون
استخدم إطار الكربون المضاف إليه النيتروجين يوفر CMF مواقع نشطة قطبية لامتصاص ثاني أكسيد الكربون.
تشير الدراسات إلى قدرة امتصاص تصل إلى 5.4 مليمول/جم (عند 0 درجة مئوية)، مع أداء مستقر بعد 500 دورة تجديد.
يتم استكشاف CMF من أجل:
- تنقية غازات المداخن الصناعية
- التحكم البيئي في أنظمة تخزين الطاقة
- ترشيح الهواء وإدارة الكربون في مراكز البيانات
بفضل انخفاض استهلاك الطاقة، وإمكانية إعادة التدوير، والاستقرار الحراري ، يوفر CMF حلاً فعالاً من حيث التكلفة وقابلاً للتطوير لتطبيقات احتجاز المياه والكربون المدمجة.
- MOF × CMF: حيث يلتقي العلم بالهندسة
| جانب الأداء | MOF (إطار معدني عضوي) | CMF (رغوة الميلامين المتفحمة) |
| مقياس حجم المسام | نانومتر (0.3-2 نانومتر) | ميكرومتر (10–150 ميكرومتر) |
| آلية الامتزاز | الانتقائية على المستوى الجزيئي | الامتزاز الفيزيائي + القطبي الهرمي |
| حصاد المياه | ✅ عالية (مقياس المختبر) | ✅ عالية (بمساعدة ضوئية حرارية) |
| التقاط ثاني أكسيد الكربون | ✅ ممتاز (مقياس المختبر) | ✅ مستقر (قابل للتطوير) |
| القوة الميكانيكية | مسحوق هش | خفيف الوزن، قابل للضغط، قابل للمعالجة |
| جدوى الهندسة | مقياس المختبر | ✅ قابلة للإنتاج بكميات كبيرة وفعالة من حيث التكلفة |
| التسامح البيئي | حساس للرطوبة | ✅ مقاوم للرطوبة والحرارة، وخالي من الهالوجين |
دى "¹ الخلاصة:
تمثل MOFs انجاز علمي، في حين تجسد CMFs الإنجاز الصناعي.
Future مركبات MOF@CMF وسوف يتم دمج الميزتين لتمكين الجيل القادم من أنظمة التقاط الكربون من الهواء إلى الماء بكفاءة واستقرار أعلى.
- مهمة SINOYQX: كل رغوة من أجل مستقبل مستدام
باعتبارها واحدة من الشركات الصينية الرائدة في تصنيع رغوة الميلامين ، فإن شركة SINOYQX ملتزمة بمهمة "الارتقاء بمستقبل أخضر من خلال ابتكار المواد".
من مقاومة اللهب، وامتصاص الصوت، والعزل الحراري إلى المواد الوظيفية المتفحمة، نعمل باستمرار على توسيع حدود ما يمكن أن تحققه الرغوة.
هدفنا في أبحاث الكربون يتجاوز تحسين أداء المواد - نهدف إلى جعل كل قطعة من الرغوة وسط لتحويل موارد الهواء:
حصاد المياه من الهواء، والتقاط الكربون من الهواء، والمساهمة في التنمية المستدامة في كل جرام.
- نظرة إلى المستقبل: من الاكتشاف العلمي إلى الثورة الصناعية
جائزة نوبل تمثل المثل الأعلى للعلم -
لكن رغوة الميلامين المتفحمة من SINOYQX يوضح قوة الهندسة.
وفي المستقبل، ستتعاون شركة SINOYQX مع معاهد الأبحاث العالمية وشركاء الصناعة لتسريع التطورات في:
- أنظمة حصاد الهواء إلى الماء المعيارية (AWH)
- ألواح التقاط الكربون المدمجة في المباني
- مواد التحكم البيئي لأنظمة تخزين الطاقة
- النظم البيئية للمواد المحايدة للكربون
تحول العلم في الصناعةو تحويل المواد إلى حلول -
هذا هو طريقنا نحو مستقبل مستدام.
— فريق علوم المواد SINOYQX
📩 اتصل بنا
سينوي كيو اكس
📧 البريد الإلكتروني: [البريد الإلكتروني محمي]
🌐 الموقع: www.sinoyqx.com
📞 الهاتف / WeChat: +86-13540702776