مصالح ساختمانی دوستدار محیط‌زیست و کم‌آلاینده در راهند

به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا، تولید سیمان به دما‌های بالا نیاز دارد که مصرف انرژی زیادی را می‌طلبد و انتشار دی‌اکسید کربن در تبدیل شیمیایی سنگ آهک به کلینکر به عوارض زیست‌محیطی آن می‌افزاید.

علاوه بر این، استخراج مواد خام مانند سنگ آهک و خاک رس به تخریب زیستگاه، اختلال در زیست‌بوم منجر شده و حمل‌ونقل این مواد ردپای بزرگی از کربن از خود به‌جا می‌گذارد.

این‌ها از جمله مواردی هستند که پژوهشگران را به ارائه جایگزین‌های مبتنی‌بر محیط‌زیست و کم آلاینده، رهنمون شده‌اند.

الهام از طبیعت برای ساخت بسیاری از تجهیزات و شیوه‌های نوین، گاهی از غیرمنتظره‌ترین مکان‌ها نشئت می‌گیرد.

به‌تازگی گروهی از دانشمندان مؤسسه فناوری ماساچوست MIT با الهام گرفتن از کرم‌های قلعه شنی، راه‌حل قابل‌توجهی را کشف کردند. این موجودات دریایی بی‌ادعا، ساختار‌های پیچیده، لانه‌زنبوری و صخره‌مانند را با اتصال دانه‌های شن به یکدیگر می‌سازند.

چیزی که این کرم را متمایز می‌کند، چسب کامپوزیتی است که آن‌ها ترشح می‌کنند، چسبی که حاوی پروتئین‌های کاتیونی و آنیونی است و آن‌ها را قادر می‌سازد دانه‌ها را محکم به هم متصل کرده و ساختار‌های قابل ارتجاعی ایجاد کنند.

دانش‌پژوهان با استفاده از چسب‌های زیست پلیمری با بار مخالف، مصالح ساختمانی مبتنی‌بر طبیعت و کم‌کربن را ساخته‌اند تا بتوانند این مواد خلاقانه را از دانه‌های مختلف، از جمله ماسه صحرا، ماسه دریا، و سرباره بتن بسازند.

این فرآیند در دما و فشار پایین اتمسفر به دست آمد که آن را هم پایدار و هم از نظر انرژی کارآمد می‌کرد.

این سیمان که Sublime System نام دارد در حال دریافت استاندارد ASTM C۱۱۵۷ است که نقطه عطفی مهم در نشان دادن این موضوع است که نوآوری سیمان کم‌کربن Sublime با همان مصالح ساختمانی بتن با کیفیتی که صنعت ساخت‌وساز به آن نیاز دارد ادغام می‌شود.

به‌طور سنتی، مصالح ساختمانی بر پایه سیمان، سنگ بنای صنعت ساختمان بوده است. با این حال، مصرف انبوه انرژی و انتشار کربن مرتبط با تولید سیمان نگرانی‌هایی را در مورد پایداری آن‌ها ایجاد کرده است.

برای پرداختن به این موضوع مبرم، محققان مدت‌هاست به دنبال جایگزین‌هایی از جمله چسب‌های مختلف مانند ژئوپلیمر‌ها و رزین‌ها بوده‌اند. این جایگزین‌ها، اگرچه امیدوارکننده هستند، اما اغلب از نظر سازگاری با محیط‌زیست و عملی بودن، کم می‌آورند.

با توجه به اینکه صنعت ساخت‌وساز به ارائه راه‌حل‌های کم‌کربن نیاز دارد، این مواد الهام گرفته از کرم قلعه شنی می‌توانند کلید کاهش قابل‌توجه مصرف انرژی و انتشار کربن باشند و در عین حال عملکرد مکانیکی برتری را ارائه دهد.

این پروژه نه‌تن‌ها در‌های جدیدی را برای ساخت‌وساز‌های آگاهانه از نظر زیست‌محیطی باز می‌کند، بلکه اهمیت نگاه به طبیعت برای راه‌حل‌های پایدار را نیز برجسته می‌سازد.

ازآنجایی‌که جهان با تغییرات آب‌وهوایی و نیاز به کاهش ردپای کربن دست‌وپنجه نرم می‌کند، این کشف نوعی یادآوری است که می‌توان الهام از طبیعت را در غیرمنتظره‌ترین مکان‌ها یافت و ما را به چالش کشاند.

مجریان این پروژه می‌گویند: همان‌طور که ما به سمت آینده‌ای در حال گذار هستیم که از نظر زیست‌محیطی آگاه‌تر است، کاوش جایگزین‌های نوآورانه مانند این روش الهام گرفته از کرم قلعه شنی در پرداختن به تغییرات آب‌وهوا و تقویت شیوه‌های ساخت‌وساز پایدار بسیار اهمیت دارد.

دانشمندان انتظار دارند این سیمان نوآورانه و مبتنی‌بر طبیعت تا سال ۲۰۲۸ تجاری‌سازی شود.

نتایج این تحقیقات در نشریه Matter منتشر شده است.