إنتاج الغرافين يحدث تحولاً جذرياً في الطاقة والرعاية الصحية

توقع تقرير «الفرص المستقبلية: 50 فرصة عالمية لعام 2024»، الذي أطلقته مؤسسة دبي للمستقبل، أخيراً أن يحدث إنتاج مادة الغرافين تحولاً جذرياً في استخدامات متعددة كتخزين الطاقة، والرعاية الصحية، وتحلية المياه، إضافة إلى كفاءة وقود الهيدروجين، وتنقية الهواء، تقنيات الاستشعار، خصوصاً تقنيات توصيل العلاجات إلى مناطق محددة داخل جسم الإنسان، موضحاً أنها مادة أقوى من الفولاذ 200 مرة.

وأوضح التقرير أن القيمة السوقية لمادة الغرافين التي قد تصبح أقوى مادة في العالم بلغت في العام 2022 نحو 175 مليون دولار، ومن المتوقع أن تنتج بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 46.6% من عام 2023 إلى عام 2030، كما تشير التوقعات إلى أن القيمة السوقية للغرافين ستصل إلى 190 مليار دولار بحلول عام 2030.

ولفت التقرير إلى أن الغرافين يعتبر أرق مادة يعرفها الإنسان حتى الآن، وهي عبارة عن طبقة من ذرات الكربون المرتبة ضمن مصفوفة سداسية الشكل، وهي موصل فائق وخفيف وأقوى من الفولاذ بـ 200 مرة ومرن وشبه شفاف، بالتالي فإن جميع الخصائص تجعل الغرافين من المواد التي يمكن الاستفادة منها في كل المجالات، بدءاً من الرعاية الصحية والطاقة ووصولاً إلى الحواسيب الفائقة ومواد البناء، والبطاريات والخلايا الشمسية وأجهزة الاستشعار.

وذكر التقرير أنه رغم اكتشاف الغرافين منذ 20 عاماً إلا أنه لم يتم إنتاجه بكميات ضخمة نظراً إلى ارتفاع تكلفة إنتاجه في شكل طبقات أحادية وخالية من العيوب، لكن بعض الشركات أكدت قدرتها على إنتاج كميات كبيرة من طبقات الغرافين ذات النوعية الجيدة مثل شركة «2 دي كاربون» في الصين، ومن رقائق الغرافين مثل شركة «أفادين» في الولايات المتحدة.

وأردف التقرير إنه في العام 2013 أطلق الاتحاد الأوروبي مشروع «جرافين فالغ شيب» والذي بلغت قيمته 1.1 مليار دولار واستمر على مدار عقد من الزمن لتنتج عنه 83 براءة اختراع، وأكثر من 5000 دراسة بحثية، و17 شركة ناشئة، وقد تعاونت جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا في أبوظبي مع جامعة مانشستر، حيث تم إنتاج الغرافين للمرة الأولى، من أجل استكشاف المجالات التي يمكن أن يكون للجرافين تأثير كبير فيها، مثل تنقية المياه وتخزين الطاقة.

ولفت التقرير إلى أن أغشية الغرافين تعزز كفاءة تنقية الهواء بنسبة تصل لنحو 65% وأن كفاءة تحلية المياه بالطاقة الشمسية المعززة بالغرافين تزداد بنسبة 70% إلى 90% وأن الغرافين يتمتع أيضاً بالقدرة على تعزيز الاستدامة في تحلية المياه، ومع تنامي الحاجة إلى زيادة حساسية

أجهزة الاستشعار، يستطيع الغرافين، الذي تمكن من تعزيز حساسية المستشعر بالألياف الضوئية بنسبة 50% أن يحل محل السيليكون وأن يعزز على سبيل المثال من كفاءة الخلايا الشمسية والقدرة على التوصيل في أشباه الموصلات.

وابتداءً من توصيل العلاجات إلى أماكن محددة داخل جسم الإنسان ووصولاً إلى علاج السرطان يعتبر الغرافين أحد أكثر الناقلات النانوية المتاحة القابلة للتكيف مع البيئة المحيطة بها، وبفضل قدرة الغرافين على التفاعل المباشر مع الجهاز المناعي، قد تغير هذه المادة النهج الذي نتبعه في الرعاية الصحية والطب الشخصي.

وحول الفرص المستقبلية لاستخدام الغرافين أكد التقرير أن إنتاج الغرافين قد يصبح على نطاق واسع ويتحول إلى أمر واقعي مع تعدد تطبيقاته واستخداماته نظراً لمرونته وقدرته على التوصيل ومساحة سطحه، بدءاً من معالجة المياه ومستشعرات الأجهزة القابلة للارتداء إلى الجلد الإلكتروني وتقنيات تخزين الطاقة وتحسين أداء البطاريات والمكثفات الفائقة والخلايا الشمسية.

وتابع التقرير: قد ثبتت فعالية الغرافين في تعزيز كفاءة خلايا وقود الهيدروجين، وقد يسرع استخدامه الإمكانات المستقبلية للهيدروجين في قطاع الطيران، ومن بينها تشغيل أكثر من 40% من الرحلات الجوية الأوروبية باستخدام الهيدروجين قبل عام 2050، أي قبل الموعد المتوقع حالياً.

تابعوا أخبار الإمارات من البيان عبر غوغل نيوز