تم إنشاء الأسفلت من الطحالب، والتي تبين أنها أقوى وأكثر صداقة للبيئة من المعتاد

الحفر مزعجة للسائقين مثل الضرر الذي يسببه الأسفلت التقليدي للبيئة. السبب الرئيسي لكلا المشكلتين هو البيتومين، وهو مادة رابطة للنفط، والتي بدونها لا يمكن أن يوجد سطح طريق واحد اليوم. والآن يقترح العلماء بديلاً غير متوقع: استبدال بعض البيتومين بمادة مشتقة من الطحالب. ونشرت النتائج في ACS الكيمياء والهندسة المستدامة.

لماذا يتدهور الأسفلت العادي بسرعة؟

البيتومين هو منتج ثقيل لتكرير النفط. إنه يعمل مثل الغراء، حيث يجمع الصخور والرمل معًا، ويتعامل جيدًا عندما يكون دافئًا. ولكن عند درجات حرارة تحت الصفر، تفقد المادة مرونتها وتصبح هشة وتبدأ في التشقق. مع مرور الوقت، تتحول الشقوق إلى الحفر، ويصبح الطريق مصدرا للإصلاحات المستمرة.

ومما يزيد من المشاكل البيئية البصمة المناخية: حيث يرتبط البيتومين ارتباطًا مباشرًا بإنتاج النفط وتكريره.

الطحالب بدلا من النفط

قرر فريق بقيادة الأستاذ المشارك إلهام فيني من جامعة ولاية أريزونا اختبار ما إذا كان من الممكن استبدال المادة الرابطة البترولية بمادة حيوية. وقد أظهر العلماء سابقًا أن زيوت الطحالب يمكن أن تتصرف بشكل مشابه للقار، لكنها في الوقت نفسه تحتفظ بمرونتها بشكل أفضل في البرد.

وفي دراسة جديدة، قارن الخبراء زيوت أربعة أنواع من الطحالب. وقد أظهرت أفضل النتائج الطحالب الدقيقة الشائعة في المياه العذبة Haematococcus pluvialis. وتبين أن الخلطات الإسفلتية مع إضافة زيوتها كانت أكثر مقاومة للأحمال التي تحاكي حركة المرور وكانت أكثر قدرة على تحمل تأثيرات الرطوبة.

في الاختبارات المعملية حيث تم تجميد العينات وتحميلها بشكل متكرر، تم استعادة الأسفلت باستخدام مادة رابطة الطحالب بنسبة 70٪ أفضل من الأرصفة المصنوعة من الأسفلت العادي. ببساطة، تشوهها أقل و”تعود” بشكل أسرع، وهو ما يرتبط بشكل مباشر بمتانة الطرق.

البيئة والاقتصاد الحقيقي

من غير المحتمل أن يكون من الممكن استبدال البيتومين بالكامل بمادة جديدة. يعتبر الموثق الحيوي أكثر تكلفة، لذلك يقترح العلماء استخدامه كمادة مضافة، وليس كأساس وحيد للخليط. ومع ذلك، حتى الاستبدال الجزئي يعطي تأثيرًا ملحوظًا للغاية.

وأظهرت النمذجة الحاسوبية أن كل 1% من المواد الحيوية للطحالب المضافة تقلل من البصمة الكربونية للإسفلت بنحو 4.5%. عند محتوى يبلغ حوالي 22٪، يصبح هذا الخليط نظريًا محايدًا للكربون. هذه النتائج أعجبت مؤلفي الدراسة.

ماذا يعطي هذا في الممارسة العملية؟

تقول إلهام فيني: “يمكن للمركبات المشتقة من الطحالب أن تحسن مقاومة الأسفلت للرطوبة، ومرونته، وقدرته على الشفاء الذاتي، مما يطيل عمر الأرصفة ويقلل تكاليف الصيانة”.

ووفقا لها، في المستقبل، يمكن لمثل هذه المواد أن تجعل الطرق ليس فقط أكثر صداقة للبيئة، ولكن أيضا أكثر متانة بشكل ملحوظ. تظهر النتائج أن الأسفلت الأخضر لديه فرصة حقيقية للانتقال إلى ما هو أبعد من التجارب وإلى الطرق الحقيقية.