أهم ابتكارات واختراعات سنة 2021

عام 2021 شهد تحديات كبيرة على أصعدة اقتصادية ومناخية وصحية وصعوبات كثيرة دفعت الباحثين والعلماء والناس حتى بالتفكير بطرق لمواجهة هذه التحديات والتعامل معها لحلها أو لضمان أقل الخسائر وتحسين كوكب الأرض لمستقبل أفضل.

تعرف معنا في هذا التقرير على بعض من أهم اختراعات عام 2021 التي كان لها أثر إيجابي على كوكب الأرض.

توليد الكهرباء من البرتقال

تشتهر إشبيلية في جنوب إسبانيا بالبرتقال بأكثر من 48000 شجرة تعطي ثمارها في الربيع وتجذب السياح.

تعطي أشجار إشبيلية ما يقارب 5700 طن (5.7 مليون كجم) من الفاكهة، وبينما يتم شحن بعض البرتقال إلى المملكة المتحدة للتحول إلى مربى البرتقال أو تستخدم لصنع أنواع معينة من المشروبات الروحية، إلا أن معظمها يتعفن.

وبحلول فصل الشتاء، يتسبب البرتقال في المدينة في حدوث فوضى حيث يسقط على الطرق، ويتعين على الحكومة المحلية توظيف حوالي 200 شخص لتنظيفه. ولكن في عام 2021 قررت الحكومة استخدام ثمار المدينة في توليد الكهرباء، لكن كيف؟

سيتم استخدام غاز الميثان الذي ينبعث من الفاكهة عند تعفنها لتشغيل مولدات طاقة. في البداية، سيتم استخدام هذه الكهرباء النظيفة لتشغيل إحدى محطات تنقية المياه في المدينة التابعة للبلدية، كما يشير موقع The Guardian.

سيستخدم هذا حوالي 35 طناً (35000 كغم) من 15000 طن (15 مليون كغم) من البرتقال المنتج في جميع أنحاء جنوب إسبانيا كل عام.

أظهرت الاختبارات الأولية أن طناً واحداً من البرتقال يمكن أن ينتج 50 كيلو وات/ساعة من الكهرباء، وهو ما يكفي لتزويد خمسة منازل بالطاقة ليوم واحد.

ومن المتوقع أنه إذا تم استخدام كل برتقال المدينة، فيمكن تزويد ما يصل إلى 73000 منزل بالكهرباء. ويبدو أن البرتقال هو مولد كهرباء جيد بشكل خاص لأن "العصير عبارة عن فركتوز وهو مكون من سلاسل كربون قصيرة جداً والأداء النشط لسلاسل الكربون هذه أثناء عملية التخمير مرتفع جداً.

مصباح LED لتطهير لوحة مفاتيح الكمبيوتر

آخر مضاد للبكتيريا قائم على ضوء الأشعة فوق البنفسجية هو مصباح LED لتطهير سطح المكتب، والذي يتوضع بين شاشة الكمبيوتر ولوحة المفاتيح ويطهر المفاتيح تلقائياً بأشعة فوق البنفسجية كل ساعة لتخليصه من العفن والبكتيريا والفطريات والفيروسات.

تستغرق كل عملية تنظيف خمس دقائق وتضمن مستشعرات الحركة أن الضوء لا يضيء إلا عندما لا يستخدم المستخدمون لوحة المفاتيح لمنع التعرض للأشعة فوق البنفسجية الضارة. وتخطط الشركة التي أنتجتها Targus، على صنع فأرة ولوحات مفاتيح مضادة للميكروبات.
بكتيريا تفيد الصحة العقلية

رغم سمعتها السيئة إلا أن للبكتيريا أيضاً أنواع جيدة ونافعة، على سبيل المثال البكتيريا الحيوية الحية (البروبيوتيك والبريبايوتكس) التي يمكن أن يكون لها فوائد للصحة العقلية عند تناولها بسبب طريقة تفاعلها مع البكتيريا في الأمعاء.

المعرفة بالتأثير الدقيق الذي يمكن أن تحدثه البكتيريا محدودة، لكن الدراسات الحديثة التي أجريت على متطوعين أظهرت أدلة على أن أولئك الذين تناولوها كانوا أقل عرضة للقول إنهم كانوا في حالة مزاجية سيئة أو يشعرون بالضيق من أولئك الذين تناولوا دواءً وهمياً، مما يشير إلى أن المضادات الحيوية النفسية يمكن استخدامها لمساعدة المصابين بالاكتئاب أو القلق في المستقبل.

يجب إجراء المزيد من الأبحاث في هذا المجال، لكن العلماء متحمسون لاحتمال وجود علاقة بين البكتيريا والدماغ بناء على التجارب الأولية التي قاموا بها هذا العام، كما ورد في موقع Nature.

مكانس شفط عملاقة تمتص الكربون

لا يقتصر تأثير الاحتباس الحراري على المحيطات فحسب، بل على الهواء الذي نتنفسه أيضاً. إذن، كم سيكون الأمر مدهشاً إذا تمكنا من نشر مكانس ضخمة يمكنها حرفياً امتصاص الكربون من الهواء للمساعدة في عكس تغير المناخ؟

النبأ السار هو أن هذه التكنولوجيا قد تم تطويرها بالفعل. تقود الطريق شركة Carbon Engineering الكندية، التي يدعمها بيل جيتس وعمالقة النفط مثل شركات Chevron وBHP.

تستخدم الشركة مراوح عملاقة، مصحوبة بعمليات كيميائية معقدة، لاستخراج غازات الاحتباس الحراري من الهواء. ومن الشركات الناشئة الأخرى التي تختبر هذه التكنولوجيا شركة Climeworks في سويسرا.
قناع وجه إلكتروني ذكي

بعد جائحة فيروس كورونا معظمنا اعتاد على ارتداء الأقنعة في المتاجر والأماكن العامة المغلقة. لكن شركة AirPop لم تتوقف عند قناع الوجه المتواضع وأنتجت قناعاً هو في الأساس جهاز تعقب لصحة الرئتين. يتتبع قناع Active + Halo Smartmask التنفس وجودة الهواء وفعالية مرشح القناع عبر أحد التطبيقات، بينما يعد بالحماية من مسببات الأمراض مثل فيروس كورونا والمخاطر المحمولة جواً بما في ذلك العواصف الترابية والتلوث البشري مثل تلوث المصانع.

بطاريات سيارات تشحن بسرعة فائقة

تخيل لو كان بإمكانك شحن سيارتك الكهربائية بالكامل في نفس الوقت الذي تستغرقه لملء سيارة تقليدية بالبنزين؟

تم تطوير بطاريات الليثيوم أيون فائقة السرعة من قبل شركات في جميع أنحاء العالم بما في ذلك Tesla و Enevate وStoreDot، ومن المحتمل أن تصبح التكنولوجيا سائدة في المستقبل غير البعيد، كما يشير موقع The Telegraph.

تشير الأبحاث في جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين إلى أن نسختها من البطارية يمكن أن تزود السيارات الكهربائية بمدى يصل إلى 500 كيلومتر (310 ميل) بعد 10 دقائق فقط من الشحن، والتي وُصفت بأنها "الكأس المقدسة" للبطاريات.

الهيدروجين الأخضر كبديل للوقود

لطالما كان الهيدروجين بديلاً محتملاً ومثيراً للاهتمام للوقود. يحترق بشكل نظيف ولا ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون؛ كما أنه كثيف الطاقة، لذا فهو طريقة جيدة لتخزين الطاقة من مصادر متجددة كبديل لاستخدام للبنزين أو الديزل.

لكن معظم الهيدروجين حتى الآن مصنوع من الغاز الطبيعي الذي يستهلك الكثير من الطاقة لاستخراجه.

في الوقت نفسه، انخفاض تكلفة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح يعني أن الهيدروجين الأخضر أصبح الآن رخيصاً بما يكفي ليكون عملياً.

بدأت أوروبا في بناء البنية التحتية اللازمة لمحطات التحليل الكهربائي التي تعمل بالطاقة الشمسية وطاقة الرياح، وتنتج الهيدروجين النظيف.