كيف يتحول تلوث الهواء إلى حبر الطابعة

قام أحد الباحثين بتطوير نظام طموح وترشيح مبتكر يسمح باستخراج السخام الكربوني من تلوث الغلاف الجويوتحويله إلى حبر للطابعات. وكما علق، مع المزيد من التطوير، يمكن أن تتطابق جودة هذا الحبر مع جودة العلامات التجارية الرئيسية المتوفرة في السوق.

البديل لخراطيش الحبر التقليدية باهظة الثمن

يعرف جميع مستخدمي الطابعة النافثة للحبر ارتفاع أسعار خراطيش الحبر. في الواقع، من الشائع للمستخدمين البحث عن بدائل أرخص، مثل الخراطيش المتوافقة. ومع ذلك، فإن تطوير الحلول التي تقلل التكاليف وفي الوقت نفسه مفيدة للبيئة يظل جذابا، كما هو الحال بالنسبة لهذا الحبر المعاد تدويره من تلوث الهواء.

هل من الممكن أن نصنع الحبر بأنفسنا؟ يبدو أن الجواب بالإيجاب بفضل هذا المشروع المبتكر الذي قام به أحد الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT). واقترح هذا العالم إعادة تدوير سخام الكربون الموجود في الغلاف الجوي، الناتج عن عوادم السيارات واحتراق الهيدروكربونات، لتحويله إلى حبر. وخاصة في المدن المكتظة بالسكان والتي تعاني من مستويات عالية من التلوث، فإن القدرة على التقاط هذا التلوث للاستخدام العملي كحبر يمكن أن تصبح ثورة.

الإلهام من الدول الأكثر تلوثًا

استلهم هذا الباحث، وهو من أصل هندي، مستويات التلوث العالية التي شهدها خلال رحلاته إلى الهند، البلد الذي تمثل فيه جودة الهواء مشكلة حرجة. كانت كمية جزيئات الكربون في الهواء كبيرة جدًا لدرجة أن مسح منديل على وجهك يكشف عن وجود جزيئات السخام الأسود في القماش. وكانت هذه الظاهرة هي الدافع الرئيسي له لابتكار جهاز يلتقط هذه الجزيئات ويعالجها ويحولها إلى حبر.

عملية تحويل السخام إلى حبر

العملية غريبة ولكنها فعالة. هو جهاز التي طورها هذا الباحث هي المسؤولة عن امتصاص السخام من الهواء. يمر السخام الملتقط بعد ذلك عبر نظام معالجة يزيل الجزيئات المعدنية والمركبات الضارة. بمجرد تنقيته، يتم دمج هذا السخام مع زيت الزيتون والكحول لإنشاء المنتج النهائي: أ حبر أسود قابل للاستخدام.

في الواقع، هذه العملية تذكرنا بالنظام الذي حبر صينيوالتي كانت مصنوعة من سخام الفحم. والآن، وبفضل التكنولوجيا الحديثة، أصبح من الممكن تكرار هذه العملية مع الجزيئات الملوثة التي تغزو غلافنا الجوي.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لجهاز KAALINK، الذي تم تطويره بالتعاون مع فرق في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، التقاط السخام من مصادر مثل أنابيب عادم المركبات المتحركة، وهو فعال للغاية. مع 45 دقيقة فقط من الاستخدام، يمكن التقاط ما يكفي من المواد لإنتاج 29,5 مل من الحبر، وهو ما يعادل قلم حبر أو علامة حبر صغيرة عالية الجودة.

AIR-INK: الحبر البيئي الذي يُحدث ثورة في السوق

El MIT Media Lab وقد أطلق على هذا الحبر اسم حبر الهواء. وكما ذكرنا سابقاً، فإن خصوصية هذا الحبر هو أنه لا يتطلب خلق المزيد من التلوث لإنتاجه، حيث أن مادته الخام تأتي مباشرة من التلوث الموجود بالفعل في الهواء. من خلال إعادة تدوير الجزيئات الملوثة، فإن كمية أسود الكربون والتي عادة ما يتم إنتاجها من خلال العمليات الصناعية التقليدية.

ما يجعل هذا الحبر فريدًا من نوعه هو أنه بعد التقاطه، تتم معالجة السخام وتنقيته لإزالة جزيئات المعادن الثقيلة والمواد السامة الأخرى، مما يترك آثارًا الكربون النقي الغني بالصبغة. يُستخدم هذا الكربون في صناعة أحبار ذات كثافات وسمك مختلفة، والتي يمكن استخدامها في المشاريع الفنية وأقلام التحديد وربما الطابعات.

حتى الآن، قام فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) بتعزيز إنتاج AIR-INK من خلال حملات التمويل الجماعي لتوسيع إنتاجه. كان المستخدمون الأوائل هم الفنانين الذين استخدموا الحبر لإنشاء أعمال فنية في مدن مثل لندن وسنغافورة. التعليقات حتى الآن إيجابية، وتسلط الضوء على الجودة والكثافة من الضربات التي تم إنشاؤها باستخدام هذا الحبر، مما يجعله مثاليًا للعمل مع علامات ذات أطراف مختلفة.

فهل ستكون قابلة للحياة على نطاق أوسع؟

لقد كان هناك بالفعل على الأقل 1.000 لتر من حبر AIR-INK وهناك توقعات متزايدة بشأن استخدامه في التطبيقات الأكبر حجمًا. على الرغم من أن التركيز الحالي ينصب على سوق الفن، إلا أن التحدي التالي يتمثل في تكييف هذه التكنولوجيا للطباعة على نطاق واسع، وتحديدًا في صناعة الطابعة. ويعمل الفريق البحثي على إمكانية تعبئة هذا الحبر في خراطيش الطابعة، الأمر الذي من شأنه أن يقلل بشكل كبير من الحاجة إلى إنتاج الأحبار الملوثة من خلال العمليات الصناعية التقليدية.

ومع ذلك، فإن التحدي يكمن في أن صناعة الطباعة تخضع لهيمنة العلامات التجارية الكبيرة التي تستخدم أنظمة خاصة، مما يجعل من الصعب على المنافسين الجدد الدخول. وعلى الرغم من ذلك، يظل الحبر المشتق من تلوث الهواء مشروعًا واعدًا لمستقبل الطباعة المستدامة.

التأثير البيئي للحبر التقليدي

الاستخدام الواسع النطاق لخراطيش الحبر التقليدية له تأثير سلبي مباشر على البيئة. يتم تصنيع معظم خراطيش الحبر باستخدام مشتقات نفط، مما يعني مستويات عالية من انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة (VOC) أثناء إنتاجها. علاوة على ذلك، فإن حقيقة أن العديد من الخراطيش لا يتم إعادة تدويرها بشكل صحيح تؤدي إلى نفايات تستغرق عقودًا لتتحلل، مما يؤدي إلى تلويث التربة والمياه.

مشكلة أخرى مرتبطة هي تلوث الهواء الداخلي. أظهرت الدراسات الحديثة أن الطابعات، خاصة تلك التي تعمل بتقنية الليزر والتي تستخدم مسحوق الحبر، تطلق جزيئات دقيقة ملوثة أثناء الاستخدام، مما قد يؤثر بشكل مباشر على صحة الإنسان.

البدائل المستدامة في قطاع الطابعات

إن تطوير الأحبار المستدامة ليس بالأمر الجديد، بل هو تطبيق الأحبار على أساس السخام الملوث. على مدى السنوات القليلة الماضية، شهدنا المزيد من المبادرات التي تسعى إلى تقليل البصمة البيئية لأنظمة الطباعة باستخدام منتجات أقل سمية. على سبيل المثال، أحبار مائية تكتسب شعبية في الطباعة الفلكسوغرافية لأنها تقلل بشكل كبير من انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة.

بنفس الطريقة، الأحبار على أساس الزيوت النباتية مثل زيت فول الصويا، أثبت أنه خيار أكثر استدامة مقارنة بالأحبار المعتمدة على المشتقات النفطية. هذه الأحبار ليس لها تأثير بيئي أقل فحسب، بل إنها أيضًا أسهل في التنظيف والتشغيل على المعدات التقليدية دون الحاجة إلى تعديلات جذرية على الآلات.

ومن المرجح أن نشهد في السنوات المقبلة طفرة في البحث والتطوير لهذه الأنظمة، خاصة إذا كانت الحلول مناسبة حبر الهواء تثبت أنها قابلة للحياة على نطاق واسع.

إن إمكانية تحويل التلوث الذي يؤثر على الهواء في مدننا إلى منتج مفيد مثل الحبر هي فكرة يمكن أن تغير الطريقة التي نرى بها إعادة التدوير والاستدامة في القطاعات الصناعية مثل الطباعة. وعلى الرغم من أنه لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لجعل هذه التكنولوجيا قادرة على المنافسة على نطاق واسع، إلا أن التقدم المحرز حتى الآن يرسم مستقبلاً واعداً.