مادة البناء الجديدة هذه لا تنبعث منها الكربون، بل تحبسه

توفر المادة سريعة المفعول وطويلة الأمد خيارًا جديدًا يتجاوز الخرسانة التقليدية.

قام باحثون في معهد Worcester Polytechnic (WPI) بتطوير مادة بناء جديدة سلبية الكربون يمكنها إعادة تشكيل أساليب البناء المستدام.

الموصوفة في مجلة عالية التأثير موضوعيقدم التقدم مادة هيكلية إنزيمية (ESM)، وهي مادة بناء قوية وطويلة الأمد وقابلة لإعادة التدوير، ويتم تصنيعها باستخدام عملية منخفضة الطاقة مستوحاة من الأنظمة البيولوجية.

تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى هيكل

تحت قيادة نعمة رهبار، أستاذ عائلة رالف وايت المتميز ورئيس قسم الهندسة المدنية والبيئية والمعمارية، قام الفريق بإنشاء ESM من خلال تسخير إنزيم يحول ثاني أكسيد الكربون إلى جزيئات معدنية صلبة. يتم بعد ذلك ربط هذه الجزيئات معًا والسماح لها بالمعالجة في ظل ظروف لطيفة، مما يجعل من الممكن تشكيل المادة إلى مكونات هيكلية في غضون ساعات. وعلى النقيض من الخرسانة التقليدية، التي تعتمد على درجات الحرارة المرتفعة وأوقات المعالجة الممتدة، يمكن إنتاج الإدارة السليمة بيئياً بسرعة مع تقليل التأثير البيئي بشكل كبير.

وقال رهبار: “إن الخرسانة هي مادة البناء الأكثر استخدامًا على هذا الكوكب، ويمثل إنتاجها ما يقرب من 8٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية”. “ما طوره فريقنا هو بديل عملي وقابل للتطوير لا يقلل الانبعاثات فحسب، بل يلتقط الكربون بالفعل. وينتج متر مكعب واحد من الإدارة السليمة بيئياً أكثر من 6 كيلوغرامات من ثاني أكسيد الكربون، مقارنة بـ 330 كيلوغراماً منبعثة من الخرسانة التقليدية.”

أداء مصمم للبناء الحقيقي

إن المعالجة السريعة لـ ESM وقوتها القابلة للضبط وقابلية الاستدعاء تجعلها واعدة بشكل خاص لتطبيقات العالم الحقيقي مثل أسطح الأسطح وألواح الجدران ومكونات البناء المعيارية. يمكن أن تؤدي إمكانية إصلاحه إلى خفض تكاليف البناء على المدى الطويل وتقليل حجم المواد المرسلة إلى مدافن النفايات كل عام بشكل كبير.

وأضاف رهبار: “إذا تحول جزء صغير من البناء العالمي نحو مواد سلبية الكربون مثل الإدارة السليمة بيئياً، فقد يكون التأثير هائلاً”.

ويتمتع هذا الابتكار بقيمة محتملة لصناعات تتراوح بين الإسكان الميسور التكلفة والبناء المقاوم لتغير المناخ إلى الإغاثة في حالات الكوارث، حيث يمكن للمواد الهيكلية خفيفة الوزن والمنتجة بسرعة تسريع جهود إعادة البناء. ونظرًا لأن الإدارة السليمة بيئيًا يتم إنتاجها باستخدام مدخلات بيولوجية منخفضة الطاقة ومتجددة، فإنها تتوافق أيضًا مع الأهداف العالمية للبنية التحتية المحايدة للكربون والتصنيع الدائري.

المرجع: “مواد هيكلية إنزيمية سلبية الكربون متينة وعالية القوة عبر تقنية التعليق الشعري” بقلم شواي وانغ، وبرديس بورهاجي، ودالتون فاسالو، وسارة حيدارنجاد، وسوزان سكارلاتا، ونيما راهبار، 3 ديسمبر 2025، موضوع.
دوى: 10.1016/j.matt.2025.102564

يعترف المؤلفون بامتنان بالدعم المالي من المؤسسة الوطنية للعلوم بموجب الجائزة رقم. 2223664.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.