الخميس 28 مارس 2024 أبوظبي الإمارات
مواقيت الصلاة
أبرز الأخبار
عدد اليوم
عدد اليوم
اقتصاد

سلسلة بحثية واختراعات جديدة تسهم بتحقيق أهداف الدولة في الابتكار

سلسلة بحثية واختراعات جديدة تسهم بتحقيق أهداف الدولة في الابتكار
3 ديسمبر 2016 20:18
أبوظبي (الاتحاد) حقق معهد مصدر على مدى العام الماضي سلسلة من الإنجازات البارزة في مجال البحث والتطوير التقني ضمن عدد من القطاعات الحيوية المرتبطة بتحقيق الأهداف الاستراتيجية لدولة الإمارات، وذلك في إطار التزامه بدعم تطلعات الدولة بأن تصبح من الدول الأكثر ابتكاراً على مستوى العالم في عام 2021. وقالت الدكتورة بهجت اليوسف، المدير المكلّف في معهد مصدر: «قام أساتذتنا وطلبتنا بمبادرات هامة مهدت الطريق للتعاون مع شركاء بارزين في القطاع وخبراء أكاديميين، إلى جانب إجراء أبحاث مبتكرة تهدف إلى تطوير حلول لمواجهة التحديات الملحة والمساهمة في تحقيق أهداف الابتكار للدولة، ومساعدة مجمل المنطقة وكذلك العالم على بناء مستقبل مستدام». يذكر أن معهد مصدر قد تمكن من تحقيق مجموعة من النجاحات في ميدان الاختراع والابتكار خلال هذا العام، فقد استطاع تسجيل 8 براءات اختراع في عام 2016، ليعزز بذلك حصيلة الدولة من الملكية الفكرية، إلى جانب إيداع 25 طلب براءة اختراع، و25 كشف براءة اختراع. وقد تم تسليط الضوء على بعض هذه الابتكارات والإنجازات البحثية البارزة التي حققها المعهد في مجالات المياه والطاقة خلال فعالية «أسبوع الإمارات للابتكار» في عامها الثاني. وكانت دولة الإمارات قد أطلقت العام الماضي «الاستراتيجية الوطنية للابتكار» في وقت سابق لانطلاق «أسبوع الإمارات للابتكار» في نسخته الأولى بهدف النهوض بالابتكار في سبعة من القطاعات الرئيسية وهي المياه، والتكنولوجيا، والطاقة المتجددة، والصحة، والفضاء، والنقل، والتعليم. وبناء على ذلك، عمد معهد مصدر إلى مضاعفة جهود البحث والتطوير ضمن هذه القطاعات، وخصوصاً قطاعَي المياه والطاقة، إلى جانب العمل على ابتكار حلول وأفكار جديدة وعملية تخدم مختلف قطاعات الدولة. إنتاج المياه وتولي دولة الإمارات منذ مدة طويلة أهمية بالغة لخفض تكلفة الطاقة في عمليات إنتاج المياه العذبة، حيث بات إيجاد أساليب مستدامة لتلبية الحاجة المتزايدة للمياه العذبة يمثل أولوية قصوى بالنسبة للدولة. وتقود الدكتورة ليندا زو، أستاذ في الهندسة الكيميائية والبيئية، مشروعاً بحثياً في معهد مصدر استحوذ على اهتمام عالمي وساهم في تحقيق خطوات متقدمة على طريق تحلية المياه بطاقة منخفضة، فقد توصل فريقها البحثي إلى طريقة منخفضة التكلفة لتصنيع أغشية تحلية من مادة الجرافين، والتي تتطلب طاقة أقل لنزع الشوارد الملحية من مياه البحر، مقارنة بأغشية البوليمر التقليدية التي تتعرض للتلف بسبب ارتفاع الحرارة والمواد الكيميائية مثل الكلور المستخدم في تنظيف الأغشية. وتتألف مادة الجرافين من طبقة تتكون من ذرات الكربون تجعلها من أكثر المواد خفة ونحافة وقوة، وتتسم بخواص توصيل حراري وكهربائي فائقة. لذلك فإن استخدامها كرقائق مثقبة ضمن الأغشية من شأنه تسهيل مرور المياه منها وجعلها أكثر كفاءة. لكن يبرز ضمن هذا التوجه تحدٍ يتمثل في أن تصنيع رقائق مثقبة من الجرافين بأحجام كبيرة للاستخدام الصناعي يتطلب تكلفة عالية. وبناء على ذلك، تعتمد الدكتورة زو على طريقة «التكديس» الفريدة، التي تقوم من خلالها بتكديس العديد من رقاقات الجرافين الصغيرة فوق بعضها البعض، بعكس الأسلوب الشائع والمكلف الذي يعتمد على تصنيع رقاقة جرافين كبيرة ومن ثم فتح ثقوب دقيقة فيها. وما يميز الطريقة الجديدة هو أنها منخفضة التكلفة ويمكن تصنيعها بأحجام مختلفة وبسهولة. وقد تم نشر ورقة بحثية عن هذا المشروع في مجلة «علم الأغشية». ويلعب هذا النوع من البحوث العلمية دوراً في دعم جهود الابتكار في الإمارات وتحقيق أهداف الاستدامة، وذلك عبر تطوير مواد متقدمة يمكن توظيفها في تصنيع أغشية متطورة تساعد في خفض استهلاك الطاقة والبصمة الكربونية في الدولة. الطاقة الكهربائية يمثل خفض التكلفة البيئية والمالية لأنماط توليد الكهرباء التقليدية كمحطات الكهرباء العاملة بالوقود الأحفوري، بالتوازي مع تأمين حاجة الدولة المتزايدة من الطاقة، تحدياً معقداً تعمل الإمارات على مواجهته. فقد وضعت الدولة هدفاً طموحاً يتمثل في توليد 24% من طاقتها الكهربائية بالاعتماد على مصادر طاقة نظيفة ومتجددة بحلول عام 2021، بهدف تعزيز الاستدامة وضمان أمن الطاقة على المدى البعيد. واستجابة لهذه المتطلبات، يجري معهد مصدر عدداً من الأبحاث التي تركز على توظيف مصادر الطاقة المتجددة كالشمس في توليد الكهرباء بطريقة أقل تكلفة وأكثر كفاءة. ويقود الدكتور خالد عسكر، أستاذ مساعد في الهندسة الكيميائية والبيئية، أحد هذه المشاريع البحثية، حيث يعمل مع فريق يضم باحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وطالبة الماجستير في معهد مصدر نجود الشحي على تطوير خلايا شمسية عالية الأداء ولا تحتاج سوى للحد الأدنى من التنظيف والصيانة، وبمقدورها تحويل مقدار أكبر من أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية بصورة أكثر كفاءة. وقال عسكر: «تسهم الغبار والأوساخ في إضعاف كفاءة الخلايا الشمسية بشكل كبير، ما يحد من قدرة ألواح الطاقة الشمسية على تحويل أشعة الشمس إلى كهرباء. فأربعة جرامات من الغبار للمتر المربع من الخلايا الشمسية كفيلة بخفض إنتاج الطاقة نسبة 40%». ولتجنب فقدان طاقة الشمس نتيجة تراكم الغبار والأوساخ على الخلايا الشمسية، يعمل الفريق البحثي على تطوير «مادة تغليف فائقة» يمكن رشها على سطوح ألواح الطاقة الشمسية لتساعد الخلايا الشمسية على إجراء عمليات تنظيف وصيانة ذاتية. ويمكن استخدام هذه المادة منخفضة التكلفة نسبياً في تغليف السطوح الكبيرة والمنحنية بصورة أسرع وأقل تكلفة مقارنة بتقنيات التغليف التقليدية. وقد تم في وقت سابق من هذا العام نشر ورقة بحثية حول هذا البحث في مجلة «ايه سي اس للمواد التطبيقية والتداخل بينها». كما أودع الفريق البحثي طلب براءة اختراع عن هذا البحث في مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية في الولايات المتحدة الأميركية. ويسعى معهد مصدر من خلال هذه المشاريع البحثية وغيرها إلى توفير حلول مبتكرة فعالة ومنخفضة التكلفة يمكن أن تساعد دولة الإمارات على بلوغ أهدافها الخاصة بتعزيز الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة. هندسة النظم وفي الوقت الذي يولي فيه معهد مصدر اهتماماً كبيراً بأبحاث المياه والطاقة، إلا أنه يركز بشكل خاص على أبحاث المواد المتقدمة وهندسة النظم باعتبارها توفر المقومات والإمكانيات لتطوير تقنيات مبتكرة مثل أدوات الذكاء الصناعي، والروبوتات، ونظم المواد الجديدة، وأجهزة الاستشعار المتقدمة. فالتكنولوجيا تمثل قطاعاً واسعاً ومهماً، وهي تفسح المجال للتوصل إلى ابتكارات نوعية تخدم مختلف القطاعات الرئيسية. وفي هذا المجال، يشرف الدكتور ميهاي ساندولينو، أستاذ مشارك في الهندسة الكهربائية وعلوم الحوسبة، على عدد من أبحاث التكنولوجيا الرائدة في معهد مصدر. فيعمل فريقه البحثي، الذي يضم طالبة الماجستير بدرية الشحي وطالبة الدكتوراه أديمولا مصطفى، على تطوير أدوات لاسلكية صغيرة ومبتكرة لإرسال واستقبال البيانات، وتتميز بقدرتها على التكيف مع محيطها، واستهلاك مقدار قليل من الطاقة. وقد قدم الباحثون طلب براءة اختراع لدى مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأميركية عن هذه الأجهزة المبتكرة، والتي تتكفل بإرسال البيانات على الموجة 120 جيجابايت الأقل ازدحاماً. ومن شأن هذه التكنولوجيا أن تساعد في تسريع الخطى نحو توسيع انتشار تقنيات «إنترنت الأشياء». وتهدف تقنيات «إنترنت الأشياء» إلى تحويل كل ما يحيط بنا إلى أجهزة ذكية قادرة على إرسال واستقبال بيانات من خلال شبكات متصلة عبر الإنترنت. وهناك العديد من الشركات والأعمال والمدن، بما فيها أبوظبي ودبي، قد بدأت بتوظيف تقنيات «إنترنت الأشياء» لتطوير منتجات ذكية، وتحسين حركة المرور، ورفع كفاءة العمليات التشغيلية. لكن تحقيق الاستفادة الأمثل من نظم إنترنت الأشياء يستدعي التوصل إلى ابتكارات نوعية في تقنيات استقبال البيانات وإرسالها التي تعتمد عليها هذه النظم. عمليات التكرير وثمّة مشروع آخر يقوده الدكتور ساندولينو مع الدكتور محمد ساسي، أستاذ في الهندسة الميكانيكية وهندسة المواد، وبالتعاون مع مركز تكرير للأبحاث، ذراع البحث والتطوير التابع لشركة أبوظبي لتكرير النفط «تكرير»، ويركز على تطوير أجهزة استشعار ذكية لقياس درجة الحرارة ومستوى الضغط وغيرها من المعايير الرئيسية ضمن المفاعلات المستخدمة في عمليات التكرير. ويتوقع الباحثون في هذا المشروع أن تسهم هذه الأجهزة في خفض تكلفة عمليات التكرير في أبوظبي بشكل كبير، إذ ستتيح وضع خرائط افتراضية توضح مستويات الحرارة والضغط والرطوبة ضمن المفاعلات المستخدمة في تكرير النفط الخام وتحويله إلى مشتقات نفطية أخف وأكثر استخداماً مثل البنزين. وهكذا، سوف تساعد هذه الخرائط في ضبط ارتفاع درجات الحرارة ومستويات الضغط ضمن مفاعلات التكرير، وبالتالي تجنب تعرضها للتوقف عن العمل الذي يعد أمراً مكلفاً، إلى جانب وإطالة عمر المحفزات. كما أنها تساعد أيضاً تحديد معايير التشغيل الأمثل لرفع كفاءة مفاعل التكرير. وإن زيادة فعالية عمليات التكرير وخفض تكلفتها سوف يوفر مبالغ مالية على دولة الإمارات، يمكن أن تستثمر في غيرها من القطاعات الهامة كالبحث العلمي والتعليم. وتظهر هذه المشاريع البحثية المتقدمة نوعية الابتكارات التقنية المتقدمة التي يسعى معهد مصدر للتوصل إليها، والتي تنطوي على فوائد تقنية واقتصادية واجتماعية. حلول مبتكرة بقطاعي الطاقة والمياه أبوظبي (الاتحاد) يتطلع معهد مصدر إلى تعزيز شراكاته الاستراتيجية، ومواصلة أنشطة البحث والتطوير المتوائمة مع متطلبات القطاعات، وذلك من خلال اعتماد استراتيجية تركز على الاستفادة من أبحاث المواد المتقدمة، وهندسة النظم للتوصل إلى حلول مبتكرة تخدم قطاعَي الطاقة والمياه الحيويين، ليساهم المعهد بذلك في بناء رأس المال البشري المؤهل ورأس المال الفكري اللازمين لدعم تحقيق أهداف الابتكار لدولة الإمارات.
جميع الحقوق محفوظة لمركز الاتحاد للأخبار 2024©