بيئة أبوظبي وسيلة إعلامية غير ربحية مسؤولية مجتمعية تملكها مجموعة نايا للتميز
ثورة الأُطُر المعدنية العضوية مفتاح العرب لمستقبل المياه النظيفة والبيئة المُستدامة
شبكة بيئة ابوظبي، د. طارق قابيل (*)، القاهرة، جمهورية مصر العربية 08 أكتوبر 2025
تُزهر القلوب فخراً واعتزازاً في كل زاوية من زوايا عالمنا العربي اليوم، احتفاءً بقرار الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم منح جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2025 للبروفيسور عمر ياغي، الأردني-الأمريكي من أصول فلسطينية، والمتجنس بالجنسية السعودية مؤخرًا، وزميليه الياباني سوسومو كيتاغاوا والبريطاني ريتشارد روبسون، عن تطويرهم الرائد لـ الأُطُر المعدنية العضوية.
وفي سماءِ الإنجازات البشرية، ليست كلُّ الجوائز مجردَ ميداليات تُعلَّق على الصدور؛ بعضُها منارات تُضيء دروباً كانت مظلمة، وبعضُها الآخرُ شواهدُ على أنَّ العقلَ، حين يحررُه الشغف، يستطيع أن يُعيد تشكيل الكون. ويوم أعلنت الأكاديمية الملكية السويدية قرارها، لم يكن ذاك فجراً عادياً، بل كان ميلادَ نجمٍ عربيٍّ جديد، انطلق وهجُه من قلب التحدي ليُعانق نوبل، حاملاً معه فخرَ فلسطين والأردن والسعودية وكلِّ عربيّ. إن هذا الإنجاز ليس مجرد تتويج لمسيرة عالم فذّ؛ بل هو انتصار للإرادة التي تنبع من قلب التحدي. قصة البروفيسور ياغي، ابن فلسطين الذي نشأ في الأردن في ظل شحّ المياه والكهرباء، ليُصبح اليوم أحد أعظم بناة الجزيئات في التاريخ، هي رسالة قوية لأجيالنا العربية بأن العلم، والإصرار، والعمل الجاد هي الأركان الوحيدة لبناء الحضارة والكرامة.
إن قصة البروفيسور عمر ياغي هي نشيد صامت، مُلحّن من قسوةِ النزوح وشظفِ العيش، في بيتٍ أردنيٍّ تتقاطر إليه المياه شحيحةً لساعاتٍ معدودة في الأسبوع. من رحم ذلك الظّماء (العطش الشديد) وذاك النقص، وُلدت الرغبةُ الكيميائية العارمة في بناءِ عالمٍ لا يعطش. لم يكتفِ ياغي بأن يكون مُستخدماً لأدوات العلم، بل أصبح مُهندساً معمارياً للمادة على المستوى الذري. لقد شيّد بأفكاره “أُطراً جزيئية” لم يسبق لها مثيل، شبكاتٍ بلوريةٍ مسامية، كأنها قلاع من الضوء مصمّمة ببراعة، حيثُ تعمل أيوناتُ الفلزات كـ “مفاصل” صلبة، وتتراقص الروابطُ العضوية لتشكّل “جسوراً” تسمح للغازات والجزيئات بالعبور والانتقاء. إنها الأُطُر المعدنية العضوية المعروفة اختصارًا بـ (MOFs)، التي أصبحت اليوم لغةً جديدةً في الكيمياء، ومفتاحاً سحرياً لمعالجة أعتى مشكلات الأرض، من حبسِ أنفاسِ الكربون السامة إلى استخراجِ قطراتِ الحياة من عروق الهواء الجاف. لقد تحوّلت معاناةُ طفل الأمس من شح المياه إلى ثورةٍ جزيئيةٍ تعدُ البشريةَ جمعاء بالريّ والرخاء.
الإنجاز العلمي: فك شفرة “هندسة الشبكات الجزيئية”
يُعتبر العمل الذي كُرّم به البروفيسور ياغي وزملاؤه بمثابة طفرة حقيقية في علم المواد والكيمياء البنائية. فقبل اكتشاف الأُطُر المعدنية العضوية، كانت الخيارات المتاحة لإنشاء مواد مسامية ذات مساحة سطح كبيرة محدودة للغاية (مثل الزيوليت). لكن ياغي أدخل مفهوم “كيمياء الشبكات”، وهو نهج يسمح بـ “هندسة” المواد الجزيئية بطريقة منتظمة وقابلة للتنبؤ، أشبه ببناء هيكل معماري باستخدام قِطع “ليغو” جزيئية.
كان الإنجاز الأبرز، والذي يُعد نقطة الانطلاق لهذه الثورة، هو تصنيع ياغي لمادة (MOF−5) المُشار إليها أيضاً بـ (IRMOF−1) في عام 1999. وقد تم تركيبها من عناقيد أكسيد الزنك وروابط التيريفثالات. هذه المادة أظهرت ثباتاً ميكانيكياً ومساحة سطح تجاوزت بكثير كل ما كان معروفاً من قبل، مما أثبت إمكانية بناء هذه المواد بطريقة هندسية مستقرة وكيميائية وظيفية. ومنذ ذلك الحين، تم تصميم وتصنيع ما يزيد عن عشرة آلاف صنف من الأُطُر المعدنية العضوية، لكل صنف خصائصه وتطبيقاته الخاصة، مما يجعلها مكتبة مواد كيميائية لا حدود لها.
وفي سياق اهتمامنا بقضايا الاستدامة والبيئة، يكتسب هذا الفوز أهمية مضاعفة. فال الأُطُر المعدنية العضوية ليست مجرد صيغ كيميائية معقدة؛ بل هي أدوات مبتكرة ذات إمكانات هائلة لمعالجة أشد التحديات البيئية التي تواجه كوكبنا، وفي مقدمتها ندرة المياه وأزمة المناخ، وهما تحديان يمثلان أولوية قصوى لدول المنطقة العربية، وعلى رأسها دولة الإمارات العربية المتحدة.
التركيب والوظيفة:
كما أشرنا، تعتمد الأُطُر المعدنية العضوية على التزاوج الهندسي بين مكونين رئيسيين لتشكيل بُنى بلورية ثلاثية الأبعاد:
العناقيد المعدنية: تعمل كـ “مفاصل” أو نقاط ربط ثابتة. وهي تتكون غالباً من أيونات المعادن الانتقالية مثل الزنك، والنحاس، والألومنيوم.
الروابط العضوية: تعمل كـ “جسور” أو فواصل جزيئية صلبة. وهي عادةً ما تكون مشتقات للأحماض العضوية (كربوكسيلات أو فوسفونات).
بتنظيم هذه المكونات بطريقة هندسية دقيقة، تتشكل شبكات بلورية منتظمة تتميز بأمرين:
المسامية الهائلة: تتكون قنوات وفجوات كبيرة جداً ومنتظمة.
مساحة السطح غير المسبوقة: قد يصل السطح الداخلي لغرام واحد من المادة إلى آلاف الأمتار المربعة.
مكافحة ندرة المياه: حصاد الماء من هواء الصحراء
إن الفوز بجائزة نوبل هنا هو فوز للبيئة بشكل مباشر. فجميع التطبيقات الرئيسية لهذه المواد موجهة نحو حل التحديات البيئية الأكثر إلحاحاً التي تواجه منطقتنا والعالم، حيث تُعد أزمة المياه التحدي الأمني الأكبر الذي يواجه المنطقة العربية، التي تقع في حزام جاف وشبه جاف. هنا تكمن العبقرية التطبيقية للأُطُر المعدنية العضوية:
آلية عمل الإسفنجة الجزيئية: يتم تصميم لتكون لديها “ألفة انتقائية عالية” لجزيئات الماء، مما يسمح لها بالعمل كـ “إسفنجة جزيئية فائقة الامتصاص”. تستطيع هذه المواد التقاط بخار الماء من الهواء حتى في مستويات الرطوبة المنخفضة (أقل من 20% رطوبة نسبية)، وهي الظروف السائدة في صحارينا.
الاستدامة وكفاءة الطاقة: الأجهزة التي تعتمد على الأُطُر المعدنية العضوية لحصاد المياه تتميز بكفاءة عالية في استخدام الطاقة، حيث يمكنها إطلاق الماء المُمتص عبر تسخينها بلطف، وغالباً ما يكفي الاعتماد على الطاقة الشمسية للقيام بهذه العملية.
الأهمية الإقليمية: هذه التقنية تعد حلاً واعداً لتوفير مصادر مائية غير تقليدية ومستدامة للمناطق النائية، أو المجتمعات التي لا تتوفر فيها بنية تحتية لتحلية المياه، مما يساهم مباشرة في تحقيق الأمن المائي لدول المنطقة.
تحدي المناخ: احتجاز الكربون المباشر وكفاءة الطاقة
تغير المناخ ناتج أساساً عن زيادة تركيز الغازات الدفيئة، وعلى رأسها ثاني أكسيد الكربون.
التقاط ثاني أكسيد الكربون: تُصمم لتمتلك مساماً ذات حجم محدد وشحنة كيميائية تجعلها “مصيدة انتقائية” لجزيئات. يمكن استخدامها بفعالية فائقة في:
التقاط الكربون من مصادر الانبعاثات: حيث تُركب في محطات الطاقة والمصانع لالتقاط قبل إطلاقه في الجو.
التقاط الكربون المباشر من الهواء: وهذا هو المجال الأكثر ثورية، حيث تستطيع سحب مباشرة من الغلاف الجوي، حتى عندما تكون تركيزاته منخفضة نسبياً.
تخزين وقود الهيدروجين النظيف: للمساهمة في التحول نحو الطاقة النظيفة، فإن تخزين غاز الهيدروجين بأمان وكثافة عالية هو تحدٍ تقني كبير. أثبتت الأُطُر المعدنية العضوية، وعلى رأسها النموذجية، قدرتها على تخزين كميات كبيرة من الهيدروجين ضمن مسامها، مما يعزز تكنولوجيا مركبات الوقود الهيدروجيني النظيف.
تنقية البيئة: فصل الغازات الضارة وتخزينها الآمن
تتجاوز تطبيقات المياه والكربون لتشمل مجالات واسعة في تنقية الهواء وفصل الغازات:
فصل الغازات الصناعية: يمكن لفصل الغازات المختلطة بدقة متناهية (مثل فصل الميثان عن الهيدروجين، أو النيتروجين عن الأكسجين) بتكلفة طاقة أقل بكثير من الطرق التقليدية (كالتقطير). هذه العملية ضرورية في الصناعات البتروكيماوية وفي إنتاج الغازات الصناعية.
إزالة الملوثات: تُستخدم في ترشيح الملوثات السامة من الهواء والماء، حيث ترتبط جزيئات الملوثات الكيميائية (مثل بعض المركبات العضوية المتطايرة، أو العناصر الثقيلة) بالروابط والأيونات داخل مسام.
العبقريّة العربية والمستقبل: من المختبر إلى السوق
إن أهمية هذا الإنجاز بالنسبة للعالم العربي لا تقتصر على الفخر المعنوي؛ بل تمتد لتكون دافعاً أساسياً للاستثمار في العلوم الأساسية وربطها بالتحديات المحلية. ورغم التقدير العالمي، يواجه تطبيق على نطاق تجاري وصناعي تحديات كبيرة يجب على مراكز الأبحاث في المنطقة التركيز عليها:
مشكلة الاستقرار الكيميائي: أظهرت العديد من الأُطُر المعدنية العضوية، حساسية تجاه الرطوبة والماء، مما يؤدي إلى انهيار الشبكة المسامية وفقدان وظيفتها. العمل الجاري يتركز على بناء أطر أكثر متانة (مثل المعتمد على الزركونيوم) تكون مقاومة للظروف البيئية القاسية.
قابلية التوسع والإنتاج الكثيف: لا تزال معظم طرق تصنيع الأُطُر المعدنية العضوية (مثل التصنيع الحراري المذيب) بطيئة ومكلفة وتستخدم مذيبات عضوية ضارة. يجب تطوير طرق تصنيع سريعة، مستدامة، وأكثر صداقة للبيئة، لتلبية الاحتياجات الصناعية الهائلة، والتي تتطلب إنتاجاً بمستوى الطن بدلاً من الغرام.
التكلفة الاقتصادية: يجب خفض تكلفة المواد الخام وعمليات التشغيل لتنافس المواد المسامية التقليدية المتوفرة في الأسواق حالياً.
توصيات عملية شاملة: خارطة الطريق العربية للاستثمار في ثورة
لتحويل لحظة الفخر العارمة هذه إلى استراتيجية عمل مستدامة، ولتوجيه جهود الأجيال الشابة نحو مسارات الإبداع العلمي، فإنني أتقدم بالتوصيات التالية الموجهة لصناع القرار والمؤسسات الأكاديمية والاستثمارية في المنطقة:
1. إطلاق مبادرة “أُطُر ياغي” للبحث البيئي:
إنشاء تحالف بحثي إقليمي يضم الجامعات والمراكز البحثية والشركات الصناعية الناشئة في الدول العربية (مع تركيز خاص على مصر، الأردن، والإمارات، كرواد للاستدامة).
الهدف: توجيه التمويل المشترك نحو تطوير تطبيقات التي تعالج مشكلات المنطقة بشكل مباشر، مثل: المواد عالية الثبات المقاومة للرطوبة ودرجات الحرارة المرتفعة لاستخدامها في حصاد المياه والتقاط الكربون.
التمويل: تخصيص صندوق استدامة بقيمة محددة لمدة خمس سنوات، يُدار بواسطة خبراء عرب في علم المواد والبيئة.
2. تطوير مسرعات أعمال متخصصة في “الكيمياء الخضراء”:
إنشاء مسرعات أعمال متخصصة في “الكيمياء الشبكية” و”المواد المتقدمة” و”التقنية الخضراء”
الهدف: مساعدة الباحثين الشباب على تحويل اكتشافاتهم المعملية في إلى منتجات تجارية قابلة للتوسع، مع التركيز على طرق التصنيع منخفضة التكلفة والآمنة بيئياً (باستخدام المذيبات الخضراء).
إدماج “كيمياء الشبكات” في المناهج التعليمية:
العمل على تحديث مناهج الكيمياء والمواد في الجامعات والمدارس العليا، لتدريس مفهوم “كيمياء الشبكات” كفرع أساسي ومستقبلي للكيمياء البنائية.
التأثير: توجيه عقول الطلاب نحو التفكير الهندسي الجزيئي بدلاً من مجرد الحفظ، وغرس ثقافة الابتكار الموجه لحل المشكلات البيئية.
3. تأسيس مراكز بيانات عربية مفتوحة:
إنشاء منصة رقمية إقليمية لتجميع ونشر البيانات المتعلقة بخصائص وأداء آلاف أنواع المُصنعة في المنطقة.
الهدف: تسريع البحث من خلال الاعتماد على الذكاء الاصطناعي ونماذج التعلم الآلي للتنبؤ بتركيبات الأنسب لتطبيقات محددة، مثل عزل ملوثات المياه الخاصة بالمنطقة.
4. توظيف في الاستراتيجيات الوطنية للمياه والكربون:
دعوة الحكومات العربية إلى دمج تكنولوجيا في خططها الاستراتيجية بعيدة المدى.
التطبيق: اختبار تركيب وحدات حصاد المياه الجوي القائمة على في المناطق النائية والجافة كجزء من مبادرات الأمن المائي، وبناء مصانع نموذجية لالتقاط الكربون تعتمد على هذه الأُطُر كخطوة تجريبية نحو مكافحة الانبعاثات.
رسالة نوبل للعرب.. العلم طريق الكرامة العربية
إن قصة البروفيسور ياغي، الذي هاجر بحثاً عن بيئة علمية حاضنة، يجب أن تكون درساً للجامعات ومراكز البحث في المنطقة. إن الاستثمار الحقيقي ليس في شراء التكنولوجيا الجاهزة، بل في بناء العقل البشري وتمكين الباحثين العرب.
نوبل ياغي يدعونا إلى:
توجيه البحث العلمي: ربط الأبحاث الأساسية، مثل كيمياء الشبكات الجزيئية، بالاحتياجات الملحة للمنطقة، كتحلية المياه، وكفاءة الطاقة، والزراعة في البيئات الصحراوية.
دعم الباحثين الشباب: توفير التمويل والبنية التحتية اللازمة للباحثين الشباب في الدول العربية (فلسطين، الأردن، مصر، دول الخليج) لتقليد مسيرة ياغي وتطوير حلول جديدة.
إن فوز البروفيسور عمر ياغي بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2025 هو بلا شك أحد أبرز الأحداث العلمية في تاريخنا المعاصر. لقد مهد ياغي الطريق لتطوير مواد ستُحدث ثورة في معالجة المياه، والحد من انبعاثات الكربون، وتخزين الطاقة النظيفة. هذا الإنجاز يذكرنا بأن العبقرية العربية لا تزال قادرة على المساهمة بفعالية في حل مشكلات الإنسانية. من قسوة شحّ المياه في طفولته، تحول عمر ياغي إلى صانع للمواد التي تعد بتوفير المياه النظيفة للعالم. إن هذه الجائزة ليست مجرد صفحة في كتاب الكيمياء، بل هي ميثاق جديد يوقعه العرب مع المستقبل، يؤكد أن العلم هو سبيلنا الأوحد للكرامة، والأمن البيئي، والنهضة الشاملة. إن فوز البروفيسور عمر ياغي بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2025 هو تتويجٌ للإنجاز الأكاديمي، ولكنه في جوهره لحظة تحوّل تاريخية في الوعي العربي. لقد كسرت هذه الجائزة الحاجز النفسي الذي كان يفصلنا عن قمم الإبداع في العلوم الأساسية. فبعد ريادة الدكتور أحمد زويل في الكيمياء أيضاً، ها نحن نعود لنؤكد أن العقل العربي ليس مجرد مستهلك أو ناقل للمعرفة، بل هو مُنتج أصيل لها وقادر على تأسيس مدارس علمية جديدة على مستوى العالم.
تُرسّخ قصة ياغي حقيقة أن الاستثمار الأمثل لأمتنا يكمن في العقل البشري، وأن الوجود العربي الحقيقي، بكرامته ونهضته، لا يُبنى على الموارد الناضبة (كالنفط والغاز) وحدها، بل على الموارد المتجددة وغير القابلة للنضوب، وهي المعرفة والابتكار.
إننا ندعو إلى تجاوز الفرحة العابرة إلى مرحلة استيعاب الدرس العميق. فقصة ياغي هي دعوة صريحة للجامعات والمراكز البحثية في مصر والأردن وفلسطين ودول الخليج العربي، لمراجعة أولوياتها، وتوجيه بوصلة التمويل والبحث نحو العلوم التطبيقية التي تخدم قضايانا المصيرية: المياه، والطاقة النظيفة، والاستدامة البيئية. إن عمر ياغي، بدمائه العربية وفكره العالمي، قد أضاء لنا طريقاً، وبات لزاماً علينا أن نسير فيه بتصميم لا يلين، لنجعل من هذا الفوز انطلاقةً نحو عصر عربي صانعٍ للمعرفة ومُصدِّرٍ للحلول العالمية.
هاشتاجات:
#عمر_ياغي – #نوبل_الكيمياء_2025 – #الأطر_المعدنية_العضوية – #MOFs – #حصاد_الماء_من_الهواء – #الأمن_المائي – #الاستدامة -#تغير_المناخ – #التقاط_الكربون – #البيئة – #علماء_عرب – #علم_المستقبل – #الطاقة_النظيفة – #مكافحة_الجفاف – #علوم_بيئية – #الوعي_البيئي – #علوم_البيئة – #موقع_بيئة_أبوظبي – #العالم_المصري – #الدكتور_طارق_قابيل.
الكاتب: د. طارق قابيل
– أكاديمي، خبير التقنية الحيوية، كاتب ومحرر ومترجم علمي، ومستشار في الصحافة العلمية والتواصل العلمي.
– أستاذ جامعي متفرغ، وعضو هيئة التدريس بقسم التقنية الحيوية – كلية العلوم – جامعة القاهرة.
– مقرر لجنة الآداب والفنون والعلوم الاجتماعية والثقافة العلمية والدراسات الاستراتيجية ومؤشرات العلوم والتكنولوجي، وزميل أكاديمية البحث العلمي والتكنولوجيا، وزارة التعليم العالي – مصر.
– أمين مجلس بحوث الثقافة والمعرفة، أكاديمية البحث العلمي والتكنولوجيا، وزارة التعليم العالي – مصر.
– الباحث الرئيسي لمشروع خارطة طريق “مستقبل التواصل العلمي في مصر ودوره في الاعلام العلمي”، أكاديمية البحث العلمي والتكنولوجيا، وزارة التعليم العالي والبحث العلمي، مصر.
– السفير الإقليمي للاقتصاد الدائري والمواد المستدامة لمنظمة “سستينابلتي جلوبال” (Sustainability Global)، فينا، النمسا.
– عضو المجموعة الاستشارية العربية للعلوم والتكنولوجيا، التابعة للمكتب الإقليمي للأمم المتحدة للحد من مخاطر الكوارث للدول العربية.
https://orcid.org/0000-0002-2213-8911
http://scholar.cu.edu.eg/tkapiel
tkapiel@sci.cu.edu.eg
