Tweet

يقول البروفيسور محمد مصطفى حسين، أستاذ مشارك في قسم الهندسة الكهربائية بجامعة الملك عبدالله للعلوم و التقنية،: "الماء النقي مصدر ضروري لتأمين مستقبل مستدام. ولكننا بصدد مواجهة أزمة مياه كبيرة نتيجة التزايد المضطرد لسكان العالم. كما أن تقنيات تنقية المياه الحالية تستهلك طاقة كبيرة جداً مما سيشكل أزمة كبيرة في الطاقة مستقبلاً خصوصاً في البلدان التي تواجه نقصاً كبيراً في المياه". ويقوم فريق أبحاث مختبر تقنية النانو للبروفيسور حسين بالقيام بأبحاث فريدة لمواجهة مثل هذا التحدي عبر استخدام خلايا الوقود الحيوية (MFCs) ، وهي عبارة عن مولدات كهربائية صغيرة تحتوي على بكتيريا خاصة تتغذى على المواد العضوية والنفايات وتنتج الإلكترونات. و يشرح البروفيسور حسين أنه في حال تمكنهم من تطوير طريقة لجمع هذه الإلكترونات المنبعثة من البكتيريا بكفاءة عالية فسيمكنهم عندها جعل هذه الخلايا ذاتية الطاقة. إلا أن التحدي يكمن في طبيعة هذه التقنية حيث أنها لا تزال محصورة في حيز المختبر فقط وتحتاج عدة شهور لتحليل أدائها من أجل عمل بعض التحسينات. ولكن بتطوير نوع دقيق جداً من خلايا الوقود الحيوية التي تستخدم مصدر وقود جاهز قد نتمكن من تسريع نتائج هذه التحليلات.

وفي ورقة بحثية نشرت مؤخرا في مجلة NPG Asia Materials قامت مجموعة البروفيسور حسين، بما في ذلك طالبة الدكتوراه السابقة د.جوستين منك (من خريجي عام 2013)، بتوليد الطاقة من اللعاب البشري باستخدام خلايا الوقود الحيوية الدقيقة. ويشرح البروفيسور حسين ذلك بقوله :" توليد الطاقة من خلايا الوقود الحيوية مهم جداً نظراً لحجمها الصغير الذي يتيح دمجها على الرقاقات الكهربائية أو الأجهزة المحمولة واستخدامها مواد عضوية متوفرة كاللعاب لتوليد الطاقة. وبالرغم من بساطتها فإنها تعتبر طريقة جديدة ومدهشة لخدمة الإنسانية، إذ يمكن عبرها تشغيل أجهزة الرعاية الصحية المتقدمة واستخدامها في المناطق الخطرة أو التي يصعب الوصول إليها".

وقد تفاجأ الباحثون من قدرة اللعاب على توليد كمية كبيرة من الطاقة والذي تبين أن سببه احتواء اللعاب البشري على كمية كبيرة من المواد العضوية مما يدل على وجود علاقة خطية بين كمية المواد العضوية وتوليد التيار الكهربائي.

وأضاف البروفيسور حسين: "نأمل أن تساعد دراستنا على حث المجتمع العلمي على التفكير الإبداعي للاستخدامات المختلفة لخلايا الوقود الحيوية . حيث كانت الأبحاث التي تجرى في الماضي على خلايا الوقود الحيوية موجهة لاستخداماتها كخيارات بديلة لتقنيات تنقية الماء الموفرة للطاقة. ولكن أكد فريق أبحاثنا على مدى الثلاث سنوات الماضية، إمكانية استخدام خلايا الوقود الحيوية لأغراض أخرى مهمة ومفيدة".

ويجري فريق البروفيسور حسين حالياً أبحاثاُ لاستخدام خلايا الوقود الحيوية الدقيقة في تطبيقات أجهزة الغسيل الكلوي، وأجهزة الاستشعار والكشف على الأمراض وأجهزة الرعاية الصحية المتقدمة. ويقول البروفيسور حسين: "إننا نخطو خطوات رائعة نحو مستقبل مستدام من خلال استخدام منهج متعدد التخصصات يشمل أحدث تقنيات أشباه الموصلات الصناعية، والعلوم والهندسة البيئية والكيميائية والحيوية. وهذا يظهر أيضاً مدى قدرة الهندسة على مساعدتنا في التغلب على التحديات العلمية الأساسية وتوفير الحلول المهمة للمشكلات التي تواجه العالم".