توليد الطاقة وابتكار طائرة.. ابتكارت عصرية بأيدي مصرية

لأول مرة هذا العام، تفوز 8 فرق في المعارض المحلية لإنتل للعلوم والهندسة والتي أقيمت في3محافظات في مصر، وقد أقيمت المعارض المحلية في المقرات التالية، القاهرة والأقصر من خلال الشراكة المبرمة بين شركة "إنتل" ومؤسسة مصر الخير، وفي الإسكندرية من خلال الشراكة بين "إنتل" ومكتبة الإسكندرية.
المشروعات الفائزة
المستوى الأول
مشروع "جي 14"، وفاز الطالبان فارس عصام محمد سعيد وعبد العزيز أحمد عبد العزيز ماجد بمحافظة الإسكندرية، والمشروع عبارة عن طائرة مستديرة الشكل تجمع بين صفات طائرات الهليكوبتر والطائرات الأخرى ذات الأجنحة الثابتة، يمكنها أن تطير رأسياً وبشكل مباشر، كما يمكنها أن تطير في الأماكن الضيقة وتقوم بمهمات مثل أجهزة الروبوت، ولكن أثناء الطيران، مثل تثبيت برج أو أي شيء على سطحه.
ويصعب تدمير "جي 14"، لأن كل نظم التشغيل داخلها مؤمنة ضد التصادم (الموتور، والمراوح، والدوافع)، وتعمل الطائرة بواسطة موتورين ومروحتين، وتعد تطوراً في نماذج الطائرات والروبوتات في المستقبل، ويمكن أن يستفيد الناس من هذه الطائرة بطرق مختلفة، فمثلاً يمكنها أن تلتقط صوراً من السماء، ويسعى المشروع إلى برمجة هذه الطائرة وإضافة بعض الآليات المؤازرة لمضاعفة إمكانياتها وجعلها أكثر حساسية.
المستوى الثاني
مشروع "مبخر فراغي لتنقية المياه"، وفاز بالمشروع سارة عزت ومنى السيد معوض وهدى ممدوح شومان بمحافظة الدقهلية، والمشروع قد يحدث ثورة في نظم تنقية المياه ومعالجتها حول العالم.
وتعتمد هذه التقنية على فكرة غليان المياه في درجة حرارة الغرفة، وبالتالي تقليل كمية الطاقة المطلوبة لغلي المياه، ولذلك يستخدم المشروع تقنية التبخير في الفراغ لتنقية كافة أنواع المياه، ولكن بالتركيز على تنقية مياه البحر والتي يمكن أن تحل المشكلة التي تواجهها مصر حالياً بعد مشكلة سد النهضة.
وستتحول فضلات المياه إلى مياه مقطرة يمكن إعادة استخدامها في أغراض الصناعة، كما يمكن استخدامها كمياه صالحة للشرب بعد إضافة نسب محددة من الأملاح التي يحتاجها الجسم البشري. فمن خلال استخدام غرفة مغلقة جيداً من مادة الإستنلس ستيل ومضخة تفريغ، تمكنا من تطوير النظام الذي يمكن من خلاله تبخير المياه وتكثيفها. وقد أثبت المبخر الفراغي كفاءته في التخلص من الأملاح الضارة في المياه وتقليل كمية المواد الصلبة المتحللة.
المستوى الثالث
مشروع "استخدام تكنولوجيا الكهرباء الحرارية لتحسين كفاءة لوحات الخلايا الشمسية"، فاز الطالب عبد الله محمد أحمد بمحافظة الإسكندرية، ويعتمد المشروع على توليد الطاقة الحرارية الشمسية أو الكهروضوئية على مجال تحويل أشعة الشمس إلى كهرباء. وتنتشر الخلايا الكهروضوئية غالباً كألواح مسطحة، بينما يتم توليد الكهرباء الحرارية الشمسية والتي تعتمد على وحدات التركيز البصري ومحركات الحرارة الميكانيكية في مصانع الطاقة الكبيرة؛ حيث يوجد لديهم نظم لتحويل الطاقة منخفضة الكفاءة لأنهم يستفيدون من قطاع ضيق من طيف الإشعاع الشمسي (الفوتونات الضوئية المرئية فقط)، بالإضافة إلى ضياع كميات هائلة من الطاقة الحرارية.
وتعتمد الكهرباء الحرارية على تأثير سيبك والذي ينص على أنه يتم توليد تيار كهربائي عندما يحدث تدرج في درجات الحرارة عند التقاء مادتين كهربائيتين حراريتين، وبعد إجراء التجارب في شركة نانوتك ومركز الدراسات العليا والأبحاث للتوصل لأفضل تصميم، تم تطوير نموذج مبدئي لتقييم الأداء من خلال مقارنة مادتين مركبتين لهما تركيز حراري ضوئي عالي (قضبان من نانو الذهب بنسبة 3 مع صفائح النانو لجرافين أوكسيد ومركب آخر باستخدام كرات نانو الذهب قطرها من 14 إلى 16 نانومتر مع استخدام السيلكون زيت كطبقة حماية شفافة).
وقد تم الاستعانة بالتحليل الطيفي لإثبات تغطيتها من الأشعة فوق البنفسجية إلى قرب الأشعة تحت الحمراء ومغطاة بصفحة من النحاس الأحمر على الجانب الساخن من وحدة تيلوريد البزموت والتي حدت من الكفاءة الكلية من خلال نظام تبديد الحرارة صمم بحيث يبقى الجانب الأسفل بارداً، كما تم استخدام الشحوم الموصلة للحرارة بين الطبقات، وقد تم البحث في المواد الكهربائية الحرارية الأكثر تقدماً لزيادة مستوى الكفاءة المسجلة حتى الآن.
معرض الأقصر المحلي:
المركز الأول
فاز الطالب عبدالله عاصم محمد عن مشروع "استخدام التتبع بالعين كوسيلة تعضيدية لذوي الإعاقة" بمحافظة أسيوط، ويساعد المشروع الأشخاص ذي الإعاقة على التواصل المجتمعي من خلال شبكات التواصل الاجتماعي عن طريق قدرة التصميم والواجهات البينية الرسومية على مساعدة الشخص ذي الإعاقة على التواصل المجتمعي من خلال شبكات التواصل الاجتماعي.
فالأشخاص ذوي الإعاقة الذين لا يمكنهم سوى تحريك أعينهم دون أي من أعضائهم الأخرى يحتاجون مساعدة في في التواصل مع المجتمع المحيط بهم والتعبير عما يريدون قوله.
ويهدف هذا المشروع إلى خلق جهاز تتبع بالعين لدعم الأشخاص ذوي الإعاقة. ويحتوي هذا الجهاز على نظارة وكاميرا كمبيوتر معدلة يمكنها أن تتتبع العين بعناية من خلال حركة المؤشر على الواجهة البينية الرسومية التي تحتوي على عدد من الأيقونات التي تعبر عما يريدونه من أجل تسهيل تواصلهم مع من حولهم.
المركز الثاني
فاز الطلاب نوران محمد محسن، إيناس محمد، صفوت محمد بمشروع "من اليمين"، ويعمل المشروع عمل البرنامج والتطبيق ليعمل على نظم التشغيل المختلفة ومن ثم استخدامهم في خدمات أخرى للمكفوفين. فعدد المكفوفين في مصر 800000 تبعاً ل"World Blind Union" ولا يمارسون حقهم في الانتخاب كباقي الأفراد.
وأوضح الطلاب أن هذه المشكلة نظراً لأنها مشكلة اجتماعية ولها بعد سياسي، ونظراً للحياة الديمقراطية التي نسعى لترسيخها وجب علينا اختيار هذه المشكلة تطبيق وبرنامج سيكون لدى الهيئة المسؤولة عن الانتخابات يقوم الناخب المكفوف بتحميله من عنده وتسجيل بصمة صوت المكفوف وتسجيل بياناته.
وهذا التطبيق يعمل ببصمة الصوت للأمان، يوم الانتخابات يقوم الناخب المكفوف بفتح التطبيق من منزله ببصمة صوته وتقرأ له قائمة المرشحين بالصوت، ثم يختار المرشح بصوته بعد عملية التأكد من أن صوت الشخص الذي فتح التطبيق هو نفس الشخص الذي قام بالتصويت. ويتم إرسال نتيجة التصويت للهيئة المسؤولة عن الانتخابات.
معرض القاهرة المحلي:
المركز الأول
وفاز الطلاب ميار مسعد علام، دميانة عياد مجلع، مروة عبد الرؤوف سليمان بالمركز الأول مشروع "تحلية المياه باستخدام أساليب النانو"، ويساعد المشروع في مواجهة الجفاف من خلال توفير مصدر جديد لمياه الشرب النظيفة من تحلية مياه البحر المتاحة في مصر، حتى المياه المليئة بالمعادن الأولية التي تعد ضرورية لصحة الإنسان، وبدون أي بكتيريا أو فيروسات.
وفي محاولتنا توفير مصدر جديد لمياه الشرب، فكرنا في استخدام مياه البحر نظرًا لكثرتها في مصر، فوضعنا نظاماً جديداً لتحلية مياه الشرب باستخدام التكنولوجيا المتقدمة التي تعتمد على النانوتكنولوجي. ونتيجة لذلك، يتميز مشروعنا بالاستدامة في حل مشاكل المياه، ونوصي بإضافة مرحلة أخرى للنظام الذي صممناه، وهي عملية مكافحة التقشر من أجل منع أي ترسب على الأغشية، ولكن المواد المستخدمة ليست في مصر. كما نوصي بتوليد الكهرباء من المياه المالحة المخلفة من عملية التحلية.
المركز الثاني
أما المركز الثاني، فاز الطالب محمد طارق منصور عن مشروع "عمل هيكل ثلاثي الأبعاد لحاتمة مستضد XAGE-1b لسرطان الخصية" بمحافظة القاهرة، ويعمل المشروع على مقارنات المزيد من الأوراق الأكاديمية لكشف جودة نتائجي.
فعلى سبيل المثال، الهيكل ثلاثي الأبعاد وتحليل التنبؤ الوظيفي لحاتمة مستضد "XAGE-1b" لسرطان الخصية بالنسبة لسرطان الرئة من نوع الخلايا الكبيرة، حيث يعد سرطان الرئة من أكثر أنواع السرطان الخبيثة المسببة للوفاة حول العالم.
ويعد النوع صغير الخلايا النوع الأكثر انتشاراً متسبباً في نحو 85% من حالات الوفاة المرتبطة بسرطان الرئة، كما يعد مستضد "XAGE-1b"، حديث الاكتشاف ويتم صبغه في نحو 65% من أنسجة مرضى سرطان الرئة غير ذي الخلايا الصغيرة، والذي يعتقد أن تعبيره يلعب دوراً كبيراً في العديد من أنواع السرطان، وليس فقط سرطان الرئة غير ذي الخلايا الصغيرة.
وفي هذا العمل، قمت بدراسة هذا المستضد الذي ينبئ بالحواتم المستدضية، والذي حقق أفضل النتائج في استخدامه كهدف للعلاج المناعي بالأمصال في عدة أنواع من السرطان، ولا سيما سرطان الرئة غير ذي الخلايا الصغيرة، ولا يعد "XAGE-1b" بروتينًا جيد التذييل، وبالتالي ليس لدينا الكثير من المعلومات حول هيكله ووظيفته.
وقد عملت على التنبؤ بخصائصه الهومولوجية والوظيفية وتعريفها، وأفادت النتائج كشف ترسبات عالية للحاتمة من المتوقع أن تمثل ضرورة في تصنيع المصل. ويظهر تحليل البنى المقارنة الهومولوجية هيكلاً كيميائياً نمطياً للبروتين، مما يؤدي إلى التنبؤ الوظيفي الذي يشير إلى التوقعات الكبيرة بوجود عامل نمو لا يلعب دوراً إنزيمياً بمشاركة أيضية دقيقة ووظيفة ترجمة عالية، والعلاقة القوية مع عائلة البروتينات الوظيفية الرابطة لرمز الرنا الريباسي.
المركز الثالث
اسم المشروع "تدفئة المنازل باستخدام نظام تدفئة قائم على الاحتكاك" وفاز به الطالب شادي هشام الشاذلي بمحافظة القاهرة، ويعمل المشروع على تطوير وسيلة بديلة لتدفئة المنازل، وقد توفر الرياح والطاقة الشمسية بديلاً اقتصاديًا لأي بلد لديه ما يكفيه من موارد هذه الطاقة، أما الحرارة فيمكن إنتاجها من الاحتكاك المتولد عن الرياح والشمس.
وقد قمت بتطوير نظام يدعى دوارة الرياح والألواح الشمسية من أجل توفير نوع جديد من الطاقة، ويستخدم هذا النظام الزيت الخفيف (رقم 10) الذي يتمتع بقدرات جيدة للاحتفاظ بالحرارة، ويمكن تحسينه في النسخ الأحدث.
ويحتاج نظام التدفئة القائم على الاحتكاك إلى مصدر للطاقة يجعل الزيت الخفيف ينتشر عبر النظام كله، ويتم توفير هذه الطاقة من خلال نظام دوارة الرياح والألواح الشمسية الذي يجعل المشروع صديقًا للبيئة، ويستخدم هذا النظام لتوليد طاقة صديقة للبيئة تستخدم لتوفير الطاقة لمحرك كهربائي بقوة 10 حصان.
ويوفر هذا المحرك طاقة لنشر الزيت عبر النظام كله، ويمكن تغذية الطاقة الفائضة المتولدة عن نظام دوارة الرياح والألواح الشمسية في نظام كهرباء المنزل، وبعد تأسيس النظام، ستزداد كفاءته بمرور الوقت مع انخفاض تكاليفه، ومن شأنه أن يساعد على خفض نفقات التدفئة والطاقة سواء على مستوى المنازل أم على مستوى الدولة ككل، وتستخدم الطاقة المتولدة عن هذا النظام في تشغيل النظام في الشتاء، حيث يستخدم للإضاءة ولأغراض أخرى خلال بقية العام. ولكي نخفض تكاليف التخزين، سيتم تحويل الطاقة الفائضة إلى الشبكة العمومية. كما أن الطاقة الفائضة التي سوف تزداد خلال أيام الصيف سيتم استخدامها لتبريد المنازل والمخازن.