ثلاثة باحثين من كلية الزراعة بجامعة صنعاء يشاركون في دراسة دولية لتطوير ألياف كربونية مستدامة لتخزين الطاقة من مخلفات الذرة
صنعاء: إعلام كلية الزراعة والأغذية والبيئة – جامعة صنعاء
الخميس 22 أكتوبر 2026م، الموافق 11 جمادى الأولى 1448هـ
في إنجاز بحثي يجسد أهمية التكامل بين العلوم الزراعية وعلوم المواد وتقنيات الطاقة الحديثة، شارك ثلاثة باحثين من كلية الزراعة والأغذية والبيئة بجامعة صنعاء في دراسة علمية دولية متخصصة في تطوير ألياف كربونية نانوية مرنة ومستدامة، قابلة للاستخدام أقطابًا في المكثفات الفائقة لتخزين الطاقة، من خلال الاستفادة من اللجنين المستخلص من سيقان الذرة بوصفه مصدرًا متجددًا لإنتاج مواد كربونية متقدمة ذات قيمة تقنية مضافة.
وضم فريق الباحثين من جامعة صنعاء الدكتور مسعود المجرشع، والدكتور هشام عبده أحمد، والدكتور عامر علي مهدي، ضمن فريق بحثي دولي شارك فيه باحثون من جامعات ومؤسسات بحثية في الصين واليمن. ونُشرت الدراسة في مجلة Materials Research Bulletin الدولية الصادرة عن دار النشر العالمية Elsevier، ضمن المجلد 203 لعام 2026، تحت رقم المقال 114223، وبمعرّف DOI: 10.1016/j.materresbull.2026.114223.
ركزت الدراسة على تطوير طريقة مستدامة لإنتاج ألياف كربونية نانوية انطلاقًا من اللجنين، وهو أحد المكونات الرئيسة للكتلة الحيوية النباتية، والمستخلص من سيقان الذرة. واستهدف الباحثون تحسين الخصائص البنيوية والفيزيائية للمادة الأولية، بما يعزز قابليتها للتحول إلى ألياف منتظمة ومرنة ذات كفاءة عالية في تطبيقات تخزين الطاقة.
وتناولت الدراسة أحد التحديات التقنية المرتبطة باستخدام اللجنين في إنتاج الألياف الكربونية، والمتمثل في التفاوت في الأوزان الجزيئية وما يترتب عليه من تأثيرات في قابلية الغزل وانتظام الألياف الناتجة. ولمعالجة هذه المشكلة، طوّر الفريق استراتيجية علمية تجمع بين فصل اللجنين وفق أوزانه الجزيئية وإجراء تعديل كيميائي معتدل عليه، ثم مزجه بمادة بوليمرية وغزله كهربائيًا، قبل إخضاع الألياف الناتجة للمعالجة الحرارية للحصول على ألياف كربونية محسّنة الخصائص.
وتبرز أهمية هذه المنهجية في إتاحة إمكانية توظيف مواد نباتية متجددة ومنخفضة التكلفة في إنتاج مكونات تقنية متقدمة، بما يدعم التوجهات البحثية الرامية إلى تعزيز الاستفادة من الموارد الطبيعية والمخلفات الزراعية في التطبيقات الصناعية والطاقة المستدامة.
وأظهرت نتائج الدراسة تحسنًا في انتظام الألياف الكربونية وخصائصها، وحققت العينة المحضّرة عند درجة حرارة 800 درجة مئوية، والمشار إليها بالرمز (CF1–800)، أفضل أداء بين العينات المدروسة، بسعة نوعية بلغت 273 فاراد/غرام عند كثافة تيار قدرها أمبير واحد/غرام.
كما أظهرت الألياف الناتجة مرونة ميكانيكية لافتة، إذ أمكن ثنيها بزاوية تصل إلى 180 درجة دون أن تتعرض للكسر، وهو ما يعزز إمكانات استخدامها في تطبيقات تخزين الطاقة التي تتطلب مواد مرنة وقابلة للتكيف مع التصاميم المختلفة.
وعند توظيف المادة المطوّرة في مكثف فائق متماثل، بلغت السعة النوعية نحو 122.6 فاراد/غرام، فيما وصلت كثافة الطاقة إلى نحو 24.5 واط ساعة/كغ، عند كثافة قدرة بلغت 575.6 واط/كغ، وهي نتائج تبرز الإمكانات التقنية للألياف الكربونية المستخلصة من اللجنين في تطبيقات التخزين الكهروكيميائي للطاقة.
وتكتسب الدراسة أهميتها من تقديم مسار بحثي لتوظيف اللجنين المستخلص من سيقان الذرة في إنتاج أقطاب كربونية نانوية ذات خصائص محسّنة، بما يفتح آفاقًا للاستفادة من الكتلة الحيوية النباتية في تطوير مواد متقدمة، ويعزز القيمة المضافة للموارد الزراعية من خلال ربطها بالتطبيقات التقنية الحديثة.
كما تعكس الدراسة أهمية البحوث متعددة التخصصات في إيجاد حلول علمية تجمع بين كفاءة الأداء والاستدامة البيئية، وتؤكد الدور الذي يمكن أن تؤديه المؤسسات الأكاديمية والبحثية في تطوير تقنيات مبتكرة تستفيد من الموارد المتجددة وتدعم التوجه نحو الاستخدام الأمثل للمخلفات الزراعية.
ويمثل إسهام باحثي كلية الزراعة والأغذية والبيئة بجامعة صنعاء في هذا العمل العلمي الدولي حضورًا للبحث الزراعي اليمني في مجالات بحثية متقدمة تتجاوز التطبيقات الزراعية التقليدية، وتربط العلوم الزراعية بتقنيات المواد والطاقة، بما يعزز فرص التعاون العلمي الدولي ويفتح آفاقًا جديدة أمام الباحثين اليمنيين للمشاركة في تطوير حلول تقنية ذات أهمية مستقبلية.
للاطلاع على الدراسة:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0025540826002345?via%3Dihub
الملخص:
شارك ثلاثة باحثين من كلية الزراعة والأغذية والبيئة بجامعة صنعاء في دراسة علمية دولية لتطوير ألياف كربونية نانوية مرنة ومستدامة من اللجنين المستخلص من سيقان الذرة، لاستخدامها أقطابًا في المكثفات الفائقة لتخزين الطاقة.
