قام علماءٌ من أستراليا باستخدام نوعٍ من الجرافين – (Graphene) يُدعى جرافير – (Graphair) لإنشاء مرشِّح مياهٍ بإمكانه جعل مياه البحر الملوثة صالحةً للشرب بعد عبورٍ واحدٍ فقط
يمكن استخدام هذه التكنولوجيا لتوفير مياهٍ صالحةٍ للشرب بتكلفةٍ زهيدةٍ للمناطق التي لا تملك مياهًا صالحةً للشرب.
يقول المؤلّف الرئيسي (دونغ هان سيو (Dong Han Seo -: «إنّ حوالي ثلث سكان العالم، أي حوالي 2.1 مليار شخص، ليس لديهم مياه شربٍ نظيفةٌ ومأمونة.
ونتيجةً لذلك، يموت الملايين سنويًّا – معظمهم أطفال– بسبب أمراضٍ متعلقةٍ بعدم كفاية إمدادات المياه والصّرف الصحيّ والنظافة الصحيّة.
وجدنا في الجرافير مرشّحًا مثاليًّا لتنقية المياه، إذ يمكن أن تُستبْدَل العمليّات المعقّدة (التي تستغرق وقتًا طويلًا)، والمتعددة المراحل المطلوبة حاليًّا بخطوةٍ واحدةٍ فقط ».
تمّ تطوير الجرافير من قِبل باحثين في (منظمة الكومنولث للبحوث العلميّة والصناعيّة – CSIRO)، إلى شكلٍ من أشكال الجرافين مصنوعٍ من زيت فول الصويا.
الجرافين مادةٌ متآصلة من الكربون بسماكة ذرّة كربونٍ واحدة، ويمكن وصفها أنّها مادةٌ خارقة، ولكن كان إنتاجها مكلِفًا نسبيًّا، ما حدّ من استخدامها في تطبيقاتٍ ذي نطاقٍ أوسع.
إنّ الجرافير أرخص وأبسط في إنتاجه من أساليب تصنيع الجرافين التقليدية، ولكن مع الحفاظ على خصائص الجرافين، واحدة من هذه الخصائص هي رهاب الماء، أي إنّ الجرافين منفِّرٌ للماء.
ولتحويله إلى مرشح، طور باحثون طبقةً رقيقةً من الجرافين ذات أقنيةٍ نانويّةٍ مجهريّةٍ تسمح للمياه بالعبور من خلالها، لكنها تمنع الملوّثات الأكبر المكوّنة من جزيئاتٍ أكبر.
ثم قام الباحثون بإضافة هذه الطبقة الرقيقة على غشاء ترشيح المياه النموذجيِّ التجاريّ لإجراء بعض الاختبارات.
عندما يُستخدم غشاء الترشيح لوحده فإنه يتغطّى بالملوثات ويسدّ المسام التي تسمح للمياه بالعبور، وقد وجد الباحثون من خلال تجاربهم باستخدام مياه (ميناء مدينة سيدني (Sydney Harbour – الملوّثة للغاية، وجدوا أنّ معدّل تصفية المياه لمرشّح مياهٍ عاديّ قد انخفضت للنصف دون طبقة الغرافين الرقيقة.
ثم أُضيف الجرافير للمرشّح، فوجد الباحثون أن المرشح المركّب تخلّص من المزيد من الملوثات- 99% منهم – بشكلٍ أسرع من التصفية التقليدية.
ووفقًا للباحثين، فإن المرشح واصل العمل حتى عندما تغطّى بالملوثات، وهذا يُلغِي خطوةً من طرق الترشيح الأخرى، التي تعتمد على إزالة الملوثات من الماء قبل تمريرها عبر الغشاء لمنع الملوثات من تغطيته.
وهذه نتيجةٌ مماثلةٌ لواحدةٍ وُجِدت في العام الماضي، إذ كانت المسام الضئيلة في مرشح الجغرافين قادرةً على منع الملح من مياه البحر من العبور من خلالها، والسماح للمياه بالعبور بشكلٍ أسرع.
وقال سيو: «باستطاعة هذه التكنولوجيا خلق مياه شربٍ نظيفة، بغض النظر عن مدى تلوثها، وذلك بخطوةٍ واحدة.
وفي نهاية المطاف، يعتقد العلماء أنّه يمكن استخدام التكنولوجيا في ترشيح المياه المنزليّة حتى على مستوى المدينة، بالإضافة إلى مياه البحر ومعالجة النفايات الصناعيّة السائلة.
ما هى الجرافين؟
الجرافين مادة متآصلة من الكربون، ثنائية الأبعاد بنيتها البلورية سداسية (وتسمى أيضا قرص العسل أو سلك الدجاج). وهي أرفع مادة معروفة على الإطلاق حتى الآن، يعادل سمكها ذرة كربون واحدة فقط، ورغم ذلك تعتبر إحدى أقوى (أمتن) المواد المعروفة. تعتبر من موصلات الكهرباء وكفاءتها ذات كفاءة النحاس، وهي أفضل موصل للحرارة على الإطلاق. وتكاد مادة الجرافين تكون شفافة تماما، ورغم ذلك فهي أيضا كثيفة للغاية لدرجة عدم سماحها بعبور أصغر ذرة (الهيليوم) من خلال هيكلها السداسي.
ويُعتقد على نطاق واسع أن مادة الجرافين هي البديل لمادة السليكون. إن مميزات مادة الجرافين لا تكاد تٌضاهى فهي صلبة جدا ورقيقة وسعرها مناسب. تقوم العديد من الشركات حاليا بمحاولات للاستثمار فيها. إن تصور الاستخدامات المستقبلية للجرافين يُمكن مقارنته باستخدام البلاستك (النايلون).
