ثورة البناء الخضراء: نفايات تتحول إلى مادة خارقة

مدار الساعة -شهدت جامعة أريزونا اكتشافا علميا غير متوقع قد يحدث ثورة في مستقبل صناعة البناء، بعد أن أدى خطأ بسيط في مختبر علوم المواد إلى تطوير مادة بناء جديدة تتفوق على الخرسانة التقليدية من حيث القوة والمتانة والاستدامة.

حدث الاكتشاف عندما قام طالب دكتوراه بخلط غبار الصلب مع رماد الفحم بنسب غير صحيحة، لتفاجئه النتائج بأن الخليط أصبح مادة صلبةبشكل غير متوقع.

وأظهرت الاختبارات الأولية أنها تتمتع بقوة ضغط أعلى من الأسمنت التقليدي، ومقاومة أفضل للانحناء والتشقق، مما قلب المفاهيم التقليدية في بحوث البناء وأكد أن المواد المستخلصة من النفايات يمكن أن تتفوق على المواد التقليدية،

ما يميز هذه المادة الجديدة هو قدرتها على امتصاص ثاني أكسيد الكربون أثناء تصلبها، بدلا من إطلاقه في الجو كما هو الحال مع الخرسانة التقليدية، هذا يعني أن المباني والهياكل المبنية باستخدام Ferrock قد تصبح جزءا من جهود الحد من الانبعاثات الكربونية، وتحويل البناء إلى نشاط صديق للبيئة.

وكشفت الدراسات المخبرية أن هذه المادة مقاومة للتشقق والتقشر والتحلل البيئي بشكل أكبر من الخرسانة التقليدية، بفضل تركيبها الكيميائي الداخلي الذي يشكل مراحل بلورية كثيفة تملأ الفراغات الدقيقة وتحمي من التآكل، حتى في بيئات قاسية مثل التعرض لمياه البحر، ما تشير النتائج إلى انخفاض الحاجة للصيانة والإصلاحات، وزيادة العمر الافتراضي للهياكل.

تعتمد المادة على نفايات صناعية مثل غبار الصلب ورماد الفحم، مما يحول المخلفات إلى مورد ثانوي قيم، ويقلل من الحاجة لاستخراج المواد الخام الجديدة، هذا الابتكار يساهم في تقليل المكبات وتحفيز إعادة التدوير في صناعة البناء، مع إمكانيات كبيرة لتغيير النظرة إلى "النفايات" كمورد بدلاً من كونها عبئاً.

الآن، تعمل فرق بحثية حول العالم على تطوير مواد مماثلة، وتوسيع استخداماتها لتشمل المكونات المعيارية، والطباعة ثلاثية الأبعاد، والمواد المركبة، ومع انتقال المادة من المختبر إلى مراحل الإنتاج التجاري، يجري العمل على ضمان توريد المواد الخام وإدارة التفاعلات الكيميائية والتحكم في الجودة على نطاق واسع، لتأهيل المادة للاستخدام في مشاريع البنية التحتية الكبرى.

يشير الخبراء إلى أن اعتماد هذه المواد الجديدة يتطلب تحديث قوانين البناء ومعايير الاختبار لتشمل مؤشرات الأداء البيئي، مثل امتصاص الكربون ومتانة المادة تحت الأحمال العالية، وفي حال نجاحها في الحصول على الاعتماد التنظيمي، فإن المادة قد تغير وجه المباني والهياكل المستقبلية، بحيث لا تقتصر مهمتها على الصمود والمتانة، بل تمتد لتشمل حماية البيئة والاستفادة المثلى من الموارد.

هذا الاكتشاف، الذي بدأ من خطأ مختبري بسيط، يعتبر مثالاً حياً على أن الابتكار غالبا يولد من التجربة والتعلم من الأخطاء، وأن المستقبل العمراني قد يتشكل من مواد ذكية ومستدامة قادرة على الجمع بين الأداء الهندسي وحماية كوكب الأرض.