مادة تلتقط ثاني أكسيد الكربون بالضوء أصبحت محور اكتشاف علمي حديث قد يعيد تعريف تقنيات احتجاز الكربون عالميًا. فريق بحثي دولي نجح في تطوير مادة مسامية فائقة القوة يمكن التحكم في قدرتها على التقاط الغاز وإطلاقه باستخدام الضوء المرئي فقط، دون الحاجة إلى حرارة أو ضغط.
هذا التطور لا يمثل تحسينًا بسيطًا، بل يقدم طريقة جديدة بالكامل للتحكم في الغازات على المستوى الجزيئي، وهو ما قد يقلل استهلاك الطاقة في الصناعات الثقيلة بشكل كبير.
كيف تعمل مادة تلتقط ثاني أكسيد الكربون بالضوء؟
داخل المادة توجد مجموعات جزيئية حساسة للضوء. عندما تتعرض لضوء أخضر تتغير بنيتها ويقل حجم المسام، ما يقلل امتصاص الغاز. وعند الضوء الأزرق تعود لحالتها الأصلية وتستعيد قدرتها التخزينية. العملية تشبه مفتاح تشغيل وإيقاف يعمل خلال ثوانٍ.
التحليل أظهر أن التحكم الضوئي يمكن أن يغير سعة الامتصاص بنسبة ملحوظة دون أي تسخين، وهو أمر لا تستطيع الأنظمة الحرارية التقليدية تحقيقه بنفس السرعة.
لماذا فشلت المواد السابقة في التطبيقات الصناعية؟
المواد المسامية التقليدية مثل MOFs و COFs قوية في المختبر لكنها هشة ميكانيكيًا. كثير منها يتفتت بسهولة، ما يجعل استخدامها في البيئات الصناعية غير عملي.
المادة الجديدة تعتمد على أطر عطرية مسامية شديدة الصلابة، مبنية بروابط كربونية غير عكوسة تمنحها عمرًا أطول واستقرارًا أعلى.
ما الذي يميز هذه المادة الجديدة؟
- بنية شبه غير قابلة للتدمير
- تحكم فوري عبر الضوء
- لا تحتاج حرارة أو ضغط
- إعادة استخدام آلاف المرات
- مقاومة للبيئات الصناعية
التطبيقات المستقبلية لمادة تلتقط ثاني أكسيد الكربون بالضوء
- أنظمة احتجاز الكربون منخفضة الطاقة
- فصل الغازات الصناعية
- التحفيز الكيميائي الذكي
- مواد استشعار بيئية
- تقنيات تخزين الغازات
هل يمكن استخدامها قريبًا في المصانع؟
رغم أن النتائج واعدة، لا تزال التقنية في مرحلة البحث. الانتقال للصناعة يتطلب تطوير إنتاج اقتصادي واختبارات طويلة المدى لضمان الاستقرار.
الخلاصة
مادة تلتقط ثاني أكسيد الكربون بالضوء تمثل تحولًا في تصميم المواد الذكية. التحكم في الغاز بالضوء بدل الحرارة قد يفتح جيلًا جديدًا من تقنيات احتجاز الكربون الأكثر كفاءة.
المراجع
Sheng J et al. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026
DOI: 10.1073/pnas.2520024123
