Думаете ли вы, что фотоника — это удел западных высокотехнологичных лабораторий? Подумайте еще раз. В нигерииГруппа молодых исследователей использует оптическую спектроскопию для быстрого обнаружения загрязнений в питьевой воде. В кении крупнейшая ветряная электростанция в Африке, Проект по использованию энергии ветра на озере Туркана, использует фотонные датчики для оптимизации производства энергии.
Фотоника в Африке — это жизнь людей, а не сказка. Эту историю слишком часто игнорируют, перегружая ее стереотипными историями, изображающими континент отсталым или технологически зависимым. Правда в том, что в области фотоники Африка становится лабораторией инноваций, которая сочетает необходимость и креативность, чтобы дать жизнь решениям, которые оказываются на удивление эффективными и зачастую более устойчивыми, чем те, которые разрабатываются на глобальном Севере. А для континента, буквально залитого светом, это немалая возможность.
Фотоника: скрытый потенциал света
Фотоника — наука о создании, контроле и обнаружении света — открывает колоссальные возможности для Африки. Если в 20 веке доминировали электрон и электроника, то в 21 веке движущей силой научного прогресса станет фотон. А Африка с ее обилием солнечного света и огромными расстояниями, которые необходимо преодолеть, представляет собой идеальную территорию для инновационного применения этой технологии.
История африканской фотоники уже дает нам яркие примеры. Ахмед Зевайл (египетский) и Серж Аруш (марокканский) внес вклад в получение двух Нобелевских премий по оптике: Первый наблюдал сверхбыстрые процессы в химии благодаря лазерам, второй изучал поведение отдельных частиц света, фотонов. И теперь, Какие возможные заявки готовятся? Вот они.
Связь без копания
Одним из наиболее перспективных направлений применения фотоники в Африке является сфера телекоммуникаций. Проект Таара Яркий пример — Alphabet. Эта система использует чип размером с ноготь для передачи высокоскоростного интернета по воздуху с помощью световых лучей, достигая скорости 10 гигабит в секунду.
Преимущество? Установка занимает всего несколько дней, а не месяцы или годы, необходимые для прокладки традиционного оптоволокна. Ключевое отличие заключается в обеспечении высокоскоростного подключения в районах, где в настоящее время отсутствует связь.
В Камеруне, проект Центральноафриканской волоконно-оптической магистрали (CAB) расширение национальной сети еще на 916 километров, обеспечивая связь с соседними странами. Цель — снизить (все еще слишком высокие) расходы на телекоммуникации.
Здоровье и окружающая среда
Фотоника в Африке выходит далеко за рамки телекоммуникаций. В области медициныИсследователи разрабатывают диагностические устройства на основе света, которые могут работать в условиях ограниченных ресурсов. Оптическая спектроскопия позволяет быстро анализировать биологические образцы для выявления инфекционных заболеваний, таких как малярия или туберкулез, что позволяет своевременно ставить диагноз даже в самых отдаленных районах.
Что касается окружающей среды, интересные исследования фотонных датчиков, используемых контролировать качество почвы, предотвращать засухи и оптимизировать сельское хозяйство. В Египте e Алжирисследователи протестировали оптические системы связи, способные функционировать даже в неблагоприятных погодных условиях, что является важным аспектом на континенте, уязвимом к изменению климата.
Солнечная энергия и фотоника: естественное сочетание
Африка с ее обильным солнечным излучением представляет собой идеальный контекст для интеграции фотоники и возобновляемых источников энергии. В Алжире, Eni разработала эффективную модель исследования и производства солнечной энергии для обеспечения промышленных предприятий в пустыне Сахара, сократив при этом углеродный след своей деятельности.
Кения Это наглядный пример: 70% необходимой энергии страна получает из возобновляемых источников, а в ближайшие десять лет планирует достичь 100%. В рамках проекта TripleSolar, вдохновленный передовыми исследованиями в области фотоники, синтезировал органические молекулы, способные преобразовывать солнечную энергию в водородное топливо с высокой эффективностью.
Вызовы и перспективы
Несмотря на прогресс, исследования в области фотоники в Африке остаются историей прекрасных «островков» в море неиспользованного потенциала. Континент по-прежнему вносит свой вклад менее 1% мировых научных публикаций в области оптики и фотоники.
Причины? Многие: отсутствие исследовательской инфраструктуры, утечка мозгов, ограниченный доступ к финансированию. Однако такие инициативы, как H3Африка (Наследственность и здоровье человека в Африке) и проект AfricaConnect создают сети научного сотрудничества, которые связывают африканских исследователей друг с другом и с зарубежными коллегами.
Светлое будущее
Потенциал огромен. Я уже говорил вам: фотоника может помочь Африке преодолеть цифровой разрыв с помощью современной коммуникационной инфраструктуры, улучшить здоровье с помощью визуализации и спектроскопии, использовать энергию солнца с помощью оптических материалов для получения чистой энергии и разработать квантовые технологии для современных коммуникаций, датчиков и вычислений.
На континенте, где, согласно демографическим прогнозам, африканские города будет доминировать в глобальном росте городов в ближайшие десятилетиятехнологические решения, такие как фотоника, принесут инновационные решения, адаптированные к конкретным местным потребностям, показывая миру, что свет науки действительно может освещать новые и неожиданные пути.
