تُعد الخرسانة ثاني أكثر المواد استهلاكاً على وجه الأرض بعد الماء، وتتعرضت عملية إنتاجها لانتقادات عديدة باعتبارها غير مستدامة
وذلك لأن الأسمنت يُعتبر مسؤولاً عن 6٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على كوكب الأرض.
ما هي الخرسانة الجديدة وما أهميتها ؟
طور باحثون ومهندسون في جامعة كولورادو بولدر خرسانة جديدة حية باستخدام بكتيريا زرقاء ضوئية يمكنها التكاثر.
ومن المتوقع أن تقدم بديلاً صديقاً للبيئة لمواد البناء الحديثة وهي مكونة من رمال وبكتيريا تُشكل مادة حية لها قدرة تحمل هيكلية ووظيفة بيولوجية.
قام الفريق بابتكار سقالة من الرمل والهيدروجيل لتنمو البكتيريا فيها، ويقوم الهيدروجيل بالاحتفاظ بالرطوبة والعناصر المغذية للبكتيريا لتتكاثر.
أما بالنسبة للطوب المصنوع من الهيدروجيل الرملي فهو طوب حي ويتكاثر أيضاً وعند تقسيم الطوبة إلى نصفين يمكن أن تنمو البكتيريا إلى طوبتين كاملتين.
وبذلك بدلاً من تصنيع الطوب واحدةً تلو الآخرى يكرر الطوب نفسه.
قال ويل سروبار وهو رئيس مختبر المواد الحية في جامعة كولورادو بولدر:
“ما يسعدنا هو أن هذه التقنية تتحدى الطرق التقليدية التي تُصنع بها مواد البناء الإنشائية،وهي توضح القدرة على تصنيع المواد بشكل سريع”.
ما هي المشاكل التي تواجهها الخرسانة الجديدة ؟
هناك العديد من التحديات التي يجب على المهندسين التعامل معها في الخرسانة الجديدة
فعلى سبيل المثال يحتاج الطوب إلى التجفيف التام للحصول على القوة اللازمة ليتماسك ولكن في نفس الوقت يؤدي التجفيف إلى إجهاد البكتيريا.
وللحفاظ على الوظيفة الهيكلية وضمان بقاء البكتيريا على قيد الحياة، فإن مفهوم الرطوبة النسبية المثلى وظروف التخزين أمر بالغ الأهمية.
بالتحكم بالرطوبة ودرجة الحرارة يُمكن للباحثين التحكم في وقت نمو البكتيريا ووقت بقائها خامدة لتأدية الوظائف الهيكلية.
أضاف سروبار: “هذا الابتكار يُمهد الطريق نحو مواد مثيرة وجديدة يُمكن أن يتم تطويرها لتتفاعل مع البيئة.
ختاماً
تتمثل الخطوة التالية لفريق الباحثين في استكشاف التطبيقات العديدة التي توفرها هذه التقنية.
حيث من المتوقع إدخال بكتيريا ذات وظائف مختلفة لإنشاء مواد جديدة ذات وظائف بيولوجية مثل تلك التي تستشعر السموم في الهواء.
تشمل أيضاً إنشاء تطبيقات للهياكل في المناطق ذات الموارد المحدودة كالصحري أو حتى الكواكب الآخرى.
المصدر: اضغط هنا
- إعداد: المهندسة رهف محمود
- تدقيق: المهندسة كارمن الصالح
- تحرير: المهندسة يارا سعد