صديقة للبيئة.. مهندسون يطورون طريقة جديدة لصناعة الخرسانة من لب الخشب للحد من انبعاثات الكربون
يعد إنتاج الخرسانة مساهمًا رئيسيًا في انبعاثات الكربون العالمية، حيث تمثل حوالي 8% من إجمالي انبعاثات الكربون، ويسلط هذا الرقم الضوء على الحاجة الملحة لبدائل مستدامة وتحسينات في صناعة الخرسانة، فإن تطوير مادة قابلة للطباعة وقوية بشكل استثنائي لا يزال يمثل تحديًا كبيرًا.
وقدم باحثون من كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة فيرجينيا حلًا جديدًا للحد من انبعاثات الكربون، حيث توصلوا إلى أن ألياف السليلوز النانوية وهي مادة عجيبة نباتية يمكنها الحد من وجود الكربون، وأنهم يستكشفون كيف يمكن إحداث ثورة في الخرسانة المطبوعة، وفقًا لما ذكره موقع إنترستنج إنجنيرنج.
وقال عثمان أوزبولوت، الأستاذ في قسم الهندسة المدنية والبيئية: تشير النتائج التي رأيناها في كل من قابلية الطباعة والتدابير الميكانيكية، إلى أن دمج ألياف السليلوز النانوية في المواد التجارية القابلة للطباعة، يمكن أن يؤدي إلى ممارسات بناء أكثر مرونة وصديقة للبيئة عاجلًا وليس آجلًا.
CNF مشتقة من لب الخشب
وتقوم الطابعات المتخصصة ببناء الهياكل طبقة تلو الأخرى باستخدام مادة قائمة على الأسمنت، وتصميمات بمساعدة الكمبيوتر، ومع ذلك فإن نطاق المواد القابلة للطباعة محدود، ولا يزال أدائها على المدى الطويل وتأثيرها البيئي غير مؤكدين.
وأضاف أوزبولوت: نحن نتعامل مع أهداف متناقضة يجب أن يتدفق الخليط جيدًا من أجل التصنيع السلس، ولكن يتصلب إلى مادة مستقرة ذات خصائص حرجة، مثل القوة الميكانيكية الجيدة والترابط بين الطبقات والتوصيل الحراري المنخفض.
وأظهرت إجراءات الدراسة، أن الخرسانة التي تحتوي على cnf تعمل بشكل جيد للغاية تحت الضغط، مما يجعلها مادة واعدة لبناء هياكل مرنة، وجرب أوزبولوت وفريقه تركيزات مختلفة من CNF، اكتشفوا أن ما لا يقل عن 0.3٪ CNF عزز بشكل كبير من قابلية تدفق الأسمنت المطبوع ثلاثي الأبعاد، ويساعد المزيج الخرساني المتدفق جيدًا على طرد فقاعات الهواء من الخرسانة، مما يمنع تكوين الفراغات التي تضعف الهيكل.
وأشار الباحثون القائمون على الدراسة، إلى أنه من المثير للاهتمام أن الفحوصات المجهرية للعينات الصلبة يمكن أن تحسن الترابط والسلامة الهيكلية الشاملة، حيث كشف تحليل إضافي أجراه فريق Ozbulut أن المكونات المطبوعة 3D المحسنة CNF، أظهرت قوة استثنائية تحت أحمال السحب والانحناء والضغط، وإضافة إلى ذلك يمكن أن تسمح هذه التقنية بإنشاء تصميمات متطورة يصعب تحقيقها في كثير من الأحيان باستخدام طرق البناء القياسية.
