Wanasayansi Watatua Fumbo la Miaka 100 la Uchafuzi wa Hewa, Wakileta Mapinduzi Katika Utabiri wa Chembechembe

Uingereza - Shirika la Habari la Ekhbary

Wanasayansi Watatua Fumbo la Miaka 100 la Uchafuzi wa Hewa, Wakileta Mapinduzi Katika Utabiri wa Chembechembe

WARWICK, Uingereza – Katika mafanikio makubwa ya kisayansi yenye athari kubwa kwa afya ya umma na sayansi ya mazingira, watafiti katika Chuo Kikuu cha Warwick wamefanikiwa kutatua fumbo la miaka 100 kuhusu harakati za chembechembe ndogo zinazopeperuka hewani. Maendeleo haya muhimu yanaahidi kuleta mapinduzi katika jinsi wanasayansi wanavyoiga uchafuzi wa hewa, yakitoa kiwango kisicho na kifani cha usahihi katika kutabiri tabia za chembechembe ndogo, zenye umbo lisilo la kawaida zinazoweka hatari kubwa za kiafya.

Kwa miongo kadhaa, jumuiya ya kisayansi imekabiliana na changamoto ya kufuatilia kwa usahihi chembechembe ndogo zinapoelea angani. Uchafuzi huu mdogo unaopeperuka hewani—kutoka masizi ya viwandani na plastiki ndogo zinazoenea hadi virusi vya kuambukiza—unajulikana kupenya ndani kabisa ya mapafu ya binadamu na hata kuingia kwenye mkondo wa damu, na kuchangia katika magonjwa mengi mabaya ya kiafya, ikiwemo magonjwa ya kupumua, magonjwa ya moyo na mishipa, na hata matatizo ya neva. Licha ya athari muhimu za kiafya, mifumo mingi iliyopo ya ubora wa hewa kihistoria imetegemea dhana rahisi: kuzichukulia chembechembe hizi tata kama tufe kamili. Ukadiriaji huu, ingawa ulipunguza mizigo ya hesabu, ulipunguza kwa kiasi kikubwa usahihi wa utabiri, hasa kwa chembechembe zenye jiometri isiyo ya kawaida sana.

Kiini cha tatizo hili la muda mrefu kilikuwa katika mapungufu ya fomula iliyotengenezwa zaidi ya karne moja iliyopita na Albert Einstein na baadaye kuboreshwa na wengine, iliyoundwa kuelezea mwendo wa Brownian wa chembechembe. Ingawa ilikuwa ya msingi, mbinu hii ya kawaida ilitatizika na ugumu uliotokana na maumbo yasiyo ya duara, na kusababisha tofauti kubwa kati ya utabiri wa kinadharia na uchunguzi halisi wa ulimwengu. Timu ya Warwick, ikiongozwa na Profesa Matthew Turner kutoka Idara ya Fizikia, ilianza dhamira ya kushughulikia kasoro hii ya kimsingi, ikitambua hitaji la haraka la zana za utabiri za kisasa zaidi katika enzi ya wasiwasi unaoongezeka wa ubora wa hewa.

Utafiti wao bunifu ulijumuisha tathmini kamili na urekebishaji tata wa fomula hiyo tukufu ya miaka mia moja. Badala ya kujaribu kulazimisha chembechembe zenye umbo lisilo la kawaida kuingia kwenye umbo la duara, wanasayansi walitengeneza mfumo mpya wa hisabati unaozingatia jiometri halisi na tata za chembechembe ndogo hizi. Mafanikio haya yalihusisha kuunganisha dinamiki ya maji ya kompyuta ya hali ya juu na mekaniki ya takwimu ya kisasa, ikiwaruhusu kuelezea usambaaji wa mzunguko na tafsiri wa chembechembe za karibu umbo lolote. Kwa kuiga kwa usahihi jinsi chembechembe hizi zinavyovingirika na kuteleza, njia mpya inatoa uwakilishi halisi zaidi wa safari yao ya angahewa.

Profesa Turner alisisitiza umuhimu wa matokeo yao, akisema, "Huu sio tu zoezi la kitaaluma; una matokeo yanayoonekana katika ulimwengu halisi. Kwa hatimaye kuweza kutabiri kwa usahihi harakati za chembechembe ndogo zenye umbo lisilo la kawaida, tunaweza kuendeleza mikakati madhubuti zaidi ya kupambana na uchafuzi wa hewa, kubuni mifumo bora ya kuchuja, na hatimaye kulinda afya ya umma kwa nguvu zaidi." Utafiti huo, uliopatikana katika jarida la kisayansi linaloongoza, unaelezea jinsi mbinu yao inaweza kutumika ulimwenguni kote, ikitoa zana rahisi lakini yenye nguvu kwa watafiti ulimwenguni.

Athari za ugunduzi huu ni pana na zenye pande nyingi. Katika nyanja ya afya ya umma, uwezo bora wa kuiga utawezesha mamlaka za afya kutoa maonyo sahihi zaidi wakati wa matukio ya uchafuzi, kuelewa vizuri njia za maambukizi ya magonjwa (hasa kwa virusi vinavyopeperuka hewani), na kuarifu maamuzi ya sera yanayolenga kupunguza mfiduo wa chembechembe hatari. Kwa mashirika ya mazingira, mfumo mpya unamaanisha tathmini sahihi zaidi za vyanzo vya uchafuzi na mifumo ya usambaaji, kuwezesha uingiliaji uliolengwa na hatua madhubuti za udhibiti.

Zaidi ya ufuatiliaji wa uchafuzi, mafanikio haya yanaahidi maendeleo mbalimbali ya kiteknolojia. Inaweza kusababisha ukuzaji wa mifumo bora zaidi ya kusafisha hewa, yenye uwezo wa kukamata aina mbalimbali za chembechembe. Inaweza pia kuathiri muundo wa vifaa vya hali ya juu, ambapo kuelewa tabia ya chembechembe katika kiwango cha nanometer ni muhimu, au hata katika mifumo ya utoaji wa dawa, ambapo harakati za chembechembe ndogo za matibabu ndani ya mwili ni jambo muhimu. Uwezo wa kutabiri tabia ya chembechembe mbalimbali kama hizo, kutoka vipande vidogo vya plastiki hadi erosoli za kibiolojia, unafungua njia mpya za utafiti wa taaluma mbalimbali na uvumbuzi.

Utafiti huu unasisitiza ahadi inayoendelea ya taasisi kama Chuo Kikuu cha Warwick kushughulikia changamoto za kimataifa kupitia uchunguzi wa kimsingi wa kisayansi. Kwa kutatua tatizo lililowatatiza wanasayansi kwa zaidi ya miaka mia moja, timu haijaboresha tu uelewa wetu wa fizikia ya angahewa bali pia imetoa zana muhimu katika vita vya kimataifa vya kupata hewa safi na watu wenye afya bora. Kadiri miji na viwanda vinavyoendelea kuchangia matatizo tata ya ubora wa hewa ulimwenguni kote, maendeleo hayo ya kisayansi yanazidi kuwa muhimu katika kulinda mustakabali wetu wa pamoja.

Shirika la Habari la Ekhbary