فناوریهایی که قرار است رویاهای ما را به حقیقت پیوند بزنند، چندان هم دور از دسترس نیستند و در آیندهای نزدیک، این چشماندازها به کارهایی عادی و روزمره تبدیل میشوند.
نوپانا: چه میشود اگر بتوانید به راحتی از هوای بیابان آب بنوشید، بدون اینکه لازم باشد برای این کار الکتریسیته زیادی را از شبکه خطوط برق مصرف کنید یا یک دکتر بتواند بدون استفاده از حتی یک خراش، از بافت مشکوک به سرطان نمونهگیری کند؟ فناوریهایی که قرار است این رویاها و دیگر رویاهای ما را به حقیقت پیوند بزنند، چندان هم دور از دسترس نیستند. در واقع متخصصان پیشبینی میکنند طی چند سال آینده این چشماندازها به کارهایی عادی و روزمره تبدیل شوند.
در سلسله مطالب پیش رو*، ۱۰ مورد از چنین فناوریهای شگفتانگیز و نوظهوری، انتخاب و بررسی شدهاند:
قسمت دوم: دستگاههای جدیدی که از هوای خشک، آب استخراج میکنند
میلیاردها نفر در طول سال به آب سالم دسترسی ندارند و باید مسافت زیادی را برای پیدا کردن آن طی کنند. استخراج آب، مستقیما از هوا میتواند یک پیشرفت چشمگیر از نظر این افراد باشد؛ اما تکنولوژیهای فعلی معمولا نیازمند هوایی با رطوبت بالا و میزان زیادی جریان الکتریکی هستند که در نهایت گران تمام میشود یا اصلا در دسترس نیست. این مسئله حالا آسانتر شده است. سیستمهای جدیدی در حال ارتقا هستند که از انرژی در دسترس خورشید استفاده میکنند، میتوانند تغییر اندازه دهند و حتی در محیطهای خشک هم قابل استفاده هستند؛ جاهایی که یک سوم از جمعیت جهان در فقر کامل در آن زندگی میکنند.
کارشناسان در انستیتوی تکنولوژی ماساچوست و دانشگاه کالیفرنیا در برکلی، رویکردی را مورد بررسی قرار دادهاند که اصلا به جریان الکتریکی احتیاج ندارد. این تیم میخواهد تکنولوژی را توسعه دهد به شکلی که با استفاده از مواد خاصی، از هوا، آب استخراج کند؛ اما مواد فعلی علاوه بر رطوبت بالا، در صورت گرم شدن رطوبت ذخیرهشده را آزاد میکنند که برای مقابله با آن به انرژی نیاز است. کارشناسان، سیستمهای جدید را با استفاده از کریستالهای دارای حفره توسعه دادهاند که چارچوبهای فلز-ارگانیک (MOF) نامیده میشوند و سالها پیش به دست شیمیدانی به نام عمر م. یاغی ساخته شدند. این شیمیدان اکنون در دانشگاه برکلی فعالیت دارد. با استفاده از ترکیب مشخصی از مواد فلزی و ارگانیک، محققان میتوانند خصوصیاتی را برای هر اماواف (MOF) هدف قرار دهند که استفاده شخصیسازی شده از آنها را ممکن میکند. علاوه بر دوام بالا، اماوافها به دلیل حفرههای بزرگی که دارند مورد توجه هستند: سطح داخلی آنها تقریبا ۱۰ برابر مواد رطوبتساز در فناوریهای امروزی است.
در ماه آوریل، کارشناسان تحت نظر یاغی و اویلین وانگ، مهندس مکانیک MIT، گزارش ساخت نمونه اولیه از دستگاهی را دادند که از MOF-801 استفاده میکند و بسیار آبدوست است. این ماده آب را از محیط درون خلل و فرجهای خود استخراج میکند و در واکنش به گرمای اندک ناشی از انرژی طبیعی خورشید، آب را به یک مخزن انتقال میدهد. این دستگاه میتواند با یک کیلوگرم اماواف و بدون هیچ انرژی اضافی، در روز حدود ۲.۸ لیتر آب در شرایطی با رطوبت بسیار اندک ۲۰ درصد استخراج کند که بسیار شبیه وضعیت بیابانهاست. به گفته یاغی، نیاز هر فرد در روز حداقل به اندازه یک بطری نوشابه یا ۳۵۵ میلیلیتر است. کارشناسان باور دارند هنوز جا برای پیشرفت وجود دارد. تحقیقات بیشتر روی ترکیبات اماواف میتواند این تکنولوژی را بسیار ارزان کند (در حال حاضر هر کیلوگرم زیرکونیوم ۱۵۰ دلار قیمت دارد)، میزان آب استخراج شده در هر واحد از مواد را بیشتر کند و به محققان اجازه دهد اماواف را بسته به شرایط جوی متفاوت، تغییر دهند.
از طرفی، استارتآپی به نام «زیرو مس واتر» (Zero Mass Water)، در اسکاتزدیلِ آریزونا در حال حاضر به فروش سیستمهای خورشیدی مشغول است که احتیاجی به وصل شدن به شبکه برق یا سیستم آب و فاضلاب ندارد. پنل خورشیدی این دستگاه، انرژی لازم را تامین کرده و با عبور دادن هوا از روی ماده جاذب آب و یک فشردهساز، بخار هوا را تبدیل به آب مایع میکند. یک باطری لیتیوم-یون کوچک در روزهای ابری، انرژی دستگاه را فراهم میکند. شرکت ادعا دارد که یک واحد از این دستگاه با یک پنل خورشیدی میتواند ۲ تا پنج لیتر آب در روز استخراج کند که در یک مخزن ۳۰ لیتری جمع میشود و برای ارزش بیشتر، به آن کلسیم و منیزیم اضافه میشود.
کودی فرایزن، بنیانگذار این استارتآپ که یک دانشمند مواد در دانشگاه ایالتی آریزونا هم هست، این سیستم را به هدف کار ماندگار و آسان در هر جای جهان طراحی کرده است. هر واحد از این دستگاه با یک پنل خورشیدی به قیمت ۳۷۰۰ دلار در آمریکا به فروش میرسد که ۱۰ درصد از آن صرف کاهش هزینه نصب دستگاه در سایر نقاط جهان که فاقد زیرساختهای آب آشامیدنی هستند، میشود. فرایزن اعتقاد دارد که این دستگاه آب سالم و پاک در آمریکا تولید میکند و میتواند همین کار را برای مدرسهها انجام دهد تا دانشآموزان بدون بیماری بتوانند به تحصیل خود ادامه دهند. به گفته او، در عرض یک سال گذشته این سیستم در جنوب غربی آمریکا و چند کشور دیگر –شامل مکزیک، اردن و دبی- نصب شده و شرکت اخیرا پنلهایی را با هزینه آژانس توسعه بینالملل آمریکا به لبنان فرستاده تا از آن برای پناهندگان سوری استفاده شود. به گفته او، وقتی مردم به پنلهای خورشیدی فکر میکنند، آنها به یاد جریان الکتریکی میافتند، اما در آینده، به یاد تولید آب آشامیدنی هم خواهند افتاد.
(همچنین بخوانید: فناوری چگونه از طبیعت الهام میگیرد؟)
* قسمتهای مختلف این مطلب، حاصل همکاری مجلههای معتبر Scientific American و World Economic Forum’s Expert Network است.