الباحثون

التغليف بتقنية النانو/ التغليف الدقيق الكيميائي الضوئي السريع والخالي من الزئبق في الظروف المحيطة.
إن التغليف الكيميائي أحد طرق تصنيع الكبسولات الدقيقة بتقنية النانو للمواد النشطة الأساسية المتعددة. تحتاج الطريقة الحرارية التقليدية تغليف دقيق لمجموعة لمدة 6 ساعات على درجة حرارة 80. كذلك، هذه الطريقة غير ملائمة للمواد النشطة الطيارة أو الحساسة للحرارة. وقد تم استحداث طريقة مبتكرة ثورية. يمكن تحويل المونوميرات لأكثر من 90% في غضون 5 دقائق أو أقل باستخدام مفاعل محرك كيميائي ضوئي مشغل بالأشعة فوق البنفسجية - الليد المصمم الجديد. يمكن أن تصل دقة التغليف حتى 95.9% وتصل كفاءة المادة متغيرة الطور نسبة 100%. يمكن اعتبار هذه النتائج تطور وثورة في مجال التغليف الدقيق والتغليف بتقنية النانو الكيميائي الضوئي. تقود هذه الطريقة إلى تقليل الإهدار المائي بصورة كبيرة إضافة إلى المونوميرات المهدرة وعدم فقد أي مواد متغير الطور (المواد النشطة).

اختبار تجريبي على وحدة تبريد في جامعة الدوحة للعلوم والتكنولوجيا وباستخدام أجهزة المحاكاة الحاسوبية لبحث أفضل التعديلات الممكنة لزيادة أداء أنظمة التبريد في قطر
تم استخدام البرامج الحاسوبية التجارية مثل (Aspen-HYSYS) أو (Chemcad) من قبل الطلاب لدراسة وفحص أنظمة التبريد التي تعمل بالانضغاط. يفحص الطلاب جميع التعديلات الممكنة التي قد تزيد من كفاءة التبريد وتقليل استهلاك الطاقة. يمكن فحص نظام التبريد البديل الأمثل للوفاء باشتراطات الاستدامة وجميع المعايير والقواعد واللوائح الدولية. تعد رطوبة الهواء خلال فصل الصيف في قطر سبب رئيسي في الارتفاع الشديد لاستهلاك الكهرباء نتيجة لمقدار الطاقة الإضافي الكبير المستهلك في مكيفات الهواء لتكثيف بخار المياه في الهواء المليء بالرطوبة.

يهدف هذا البحث إلى إرساء مرافق مختبرية جديدة تحتوي على نماذج قابلة للتعديل وأدوات لأغراض التدريس والبحث في مجال الأجهزة الكهروكيميائية. أعد الطلاب نموذج واحد قابل للتعديل لتحديد تركيز الأكسجين في خليط الغاز وكثير من النماذج للبطاريات الهوائية- الفلزية. تمكن تلك النماذج القابلة للتعديل الطلاب من دراسة البدائل المختلفة والعمل على تطوير أجهزة كهروكيميائية تجارية. الهدف طويل الأجل هو تطوير أجهزة ذكية جديدة تستخدم في الكشف عن وقياس تركيز المكونات الكيميائية في التطبيقات الصحية والطبية والصيدلانية وأغلب التطبيقات الصناعية الأخرى.

إن التغليف الكيميائي أحد طرق تصنيع الكبسولات الدقيقة بتقنية النانو للمواد النشطة الأساسية المتعددة. تحتاج الطريقة الحرارية التقليدية تغليف دقيق لمجموعة لمدة 6 ساعات على درجة حرارة 80. كذلك، هذه الطريقة غير ملائمة للمواد النشطة الطيارة أو الحساسة للحرارة. وقد تم استحداث طريقة مبتكرة ثورية. يمكن تحويل المونوميرات لأكثر من 90% في غضون 5 دقائق أو أقل باستخدام مفاعل محرك كيميائي ضوئي مشغل بالأشعة فوق البنفسجية - الليد المصمم الجديد. يمكن أن تصل دقة التغليف حتى 95.9% وتصل كفاءة المادة متغيرة الطور نسبة 100%. يمكن اعتبار هذه النتائج تطور وثورة في مجال التغليف الدقيق والتغليف بتقنية النانو الكيميائي الضوئي. تقود هذه الطريقة إلى تقليل الإهدار المائي بصورة كبيرة إضافة إلى المونوميرات المهدرة وعدم فقد أي مواد متغير الطور (المواد النشطة).

تم اختراع التغليف الدقيق الكيميائي السريع على درجات حرارة منخفضة الخالي من الزئبق والاقتصادي في هذا المشروع. بلغ حجم السوق العالمية لمواد التغليف الدقيق بما في ذلك المواد الحساسة للحرارة 5.54 مليار دولار في 2015، وقد يصل إلى 17.94 مليار دولار بحلول 2025 في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل كيماويات الاستخدام المنزلي والمواد الطبية والصيدلانية وأدوات التجميل والكيماويات الزراعية وصناعات الأغذية والمنسوجات الذكية والطباعة وصناعة البترول وغيرها. يمكن استخدام المواد المتغيرة الطور للتغليف الدقيق في تخزين الطاقة الحرارية وحفظ الطاقة في تطبيقات التبريد والتدفئة. ويمكن القيام باستخدام المواد المتغيرة الطور للتغليف الدقيق الفرعي في وحل مائي كوسط مبادلة حرارية في المستقبل.

إن أحد أكثر التحديات أهمية في القرن الحادي والعشرين هو تخزين الكهرباء الصديق للبيئة والاقتصادي اللازم للتقنيات الناشئة والمؤسسة، وخاصة احتياجات السوق المحدثة لتخزين الطاقة في الإلكترونيات النقالة والشبكة القرطاسية الواسعة النطاق وتطبيقات المركبات. تم اختيار البطاريات الهوائية الفلزية الصديقة للبيئة كتكنولوجيا واعدة للسيارات والتطبيقات على نطاق الشبكات. وذلك بسبب قدرتها على الشحن السريع ووزنها الخفيف وحجمها الصغير وكثافتها العالية الطاقة مقارنة ببطاريات أيونات الليثيوم. سوف يجري اختيار مواد قطب مختلفة وعوامل مساعدة نانوية الجزئيات مختلفة وإلكتروليتات مختلفة مع تركيزات متنوعة فضلاً عن دراستها واختبارها للحصول على أداء اقتصادي متميز وصديق للبيئة من البطاريات الهوائية- الفلزية.

تقدر الطاقة المستخدمة في تكييف الهواء بنسبة 70% من إجمالي استهلاك الكهرباء الكلي في قطر وفقًا لما اعلنته كهرماء. وبحلول نهاية 2022، سُنت قواعد قانون الترشيد الجديدة لتقليل استهلاك الكهرباء للفرد بمعدل 6% واستهلاك المياه بمعدل 10% والبصمة الكربونية بمعدل 7%. ويؤدي دمج عجلة مجففة بمكيفات الهواء وفقًا لتصميمنا المبتكر لتقليل نقطة النداوة في هواء المحيط الداخلي بأكثر من 60 درجة مئوية. ويؤدي ذلك إلى ترشيد الكهرباء المستخدمة في تكييف الهواء بمعدل 31% من إجمالي الطلب على الطاقة للتبريد.

إن الإنتاج الزراعي- الغذائي ضروري لتحقيق أمن غذائي مستدام، وهو مشكلة جوهرية في قطر لأن اعتماد الدولة على استيراد أغلب الأطعمة الأساسية. هناك الكثير من التحديات تواجه المزارعين القطريين مثل ندرة المياه الطبيعية وجودة التربة القابلة للزراعة والأراضي القابلة للحرث إضافة إلى الظروف الجوية القاسية مثل ارتفاع درجات الحرارة والرطوبة والأجواء المغبرة. ويُعد تحسين ترشيد المياه واستخدام تقنية التبريد الأكثر توفيرًا لتكييف وهندسة الصوبة الزراعية للمحاصيل المطلوب زراعتها بتكلفة قليلة خلال طقس فصل الصيف الحار في قطر.

في قطر، يستهلك قسط كبير من الكهرباء لإضافة الأماكن الداخلية أثناء ساعات النهار. في هذا البحث، من الممكن جمع وتركيز ضوء الشمس على كابلات الألياف البصرية التي تنقل الضوء إلى الغرف والمباني والمتاجر الداخلية. ويؤدي استخدام إضاءة الألياف البصرية إلى تقليل استهلاك الكهرباء اللازمة لإضاءة الأماكن الداخلية. تنطوي إضاءة الألياف البصرية على الكثير من المزايا مثل ارتفاع المبيعات في المتاجر وتحسين الحالة المزاجية والحصول على إنتاجية أكبر من الموظفين وتسريب أقل من الشبكة الكهربائية (مع تقليل الطلب ومخاطر الحمل الزائد على الشبكة أثناء الطقس الحار). تمت دراسة الجدوى التقنية والتوقعات الاقتصادية لاستخدام هذه التكنولوجيا في قطر.