الاسمنت الصديق للبيئة

في المستقبل القريب، من المتوقع أن تكون مجموعة واسعة من المواد المركبة قوية وخفيفة الوزن ورخيصة الثمن و"صديقة للبيئة"، وذلك بفضل اختراع جديد - تقنية موفرة للطاقة تتيح الاستفادة من التفاعلات التي تحدث عند مستويات منخفضة من الطاقة. درجات الحرارة

[ترجمة د.نحماني موشيه]

يركز ريتشارد إي ريمان على صناعة المواد الخزفية في ظل ظروف مستدامة.

قبل تسع سنوات، اخترع البروفيسور ريتشارد ريمان في قسم علوم المواد في جامعة روتجرز تقنية موفرة للطاقة تمكن من الاستفادة من التفاعلات التي تحدث عند درجات حرارة منخفضة في وسط مائي. ونتيجة لهذا التطور، أصبح بإمكانه الآن والباحثين في فريقه إجراء تفاعلات كيميائية كانت تتطلب في السابق استخدام درجات حرارة عالية جدًا.

وحتى الآن، تم استخدام هذه التكنولوجيا الثورية لتحضير أكثر من ثلاثين نوعا مختلفا من المواد، بما في ذلك الأسمنت القادر على تخزين ثاني أكسيد الكربون، وهو الغاز الرئيسي المسبب للاحتباس الحراري. وتشمل المواد الأخرى عدة مجموعات من المواد المركبة التي تشمل مجموعة واسعة من المعادن والبوليمرات والمكونات الخزفية التي قد يكون نشاطها مشابهًا لنشاط الخشب والعظام والأصداف وحتى الفولاذ. هناك احتمال واعد بشكل خاص متأصل في الاختراع وهو القدرة على تطوير مواد خفيفة الوزن لصناعة السيارات. ويمكن استخدام هذه المواد لإنتاج المحركات والشاسيه وأجزاء المركبات الداخلية والخارجية. وستكون المواد الأخرى قادرة على أداء وظائف إلكترونية وبصرية ومغناطيسية متقدمة ومبتكرة يمكن أن تحل محل الوظائف الميكانيكية الموجودة اليوم.

ويركز الباحثون الآن على تحضير مواد سيراميكية مستدامة، أي المواد المعدة باستثمار قليل في الطاقة وببصمة منخفضة من ثاني أكسيد الكربون. تسمح هذه التقنية المبتكرة، المحمية كبراءة اختراع، بإنشاء روابط كيميائية بين مواد مختلفة عند درجات حرارة منخفضة وتعرف باسم "تكثيف الطور السائل الحراري المائي التفاعلي". وقد نشرت نتائج البحث منذ فترة طويلة في المجلة العلميةمجلة جمعية السيراميك الأمريكية.

"في العادة، لا تحدث تفاعلاتنا لتحضير المواد المركبة عند درجة حرارة تتجاوز 240 درجة مئوية، وفي العديد من العمليات التي جربناها، تكون درجة الحرارة منخفضة مثل درجة حرارة الغرفة." يشرح الباحث الرئيسي كيف وصل إلى التطور المبتكر: "لقد نظرت إلى كيفية قيام الرخويات بتكوين طبقات واقية من السيراميك عند درجة حرارة منخفضة، طبقات مثل بلورات الكربون، ومن هذه الملاحظات توصلت إلى فكرة تكرار هذه الآلية في مختبري. " وتوصل الباحث إلى فكرته منذ عقود، لكنه لم يكشف عن تقنيته إلا بعد أن أصبحت ظاهرة الاحتباس الحراري مشكلة خطيرة.

"عندما كان من المهم للباحثين التركيز على تطوير التقنيات "الخضراء" (الصديقة للبيئة) من أجل معالجة مشكلة انبعاثات الكربون في العالم، قررت أن الوقت قد حان لتسويق تقنيتي والكشف عنها." بعد ذلك، أسس شركة ناشئة Solidia Technologies Ltd. في نيوجيرسي في عام 2008. تقوم الشركة نفسها بتسويق الأسمنت المتقدم والصديق للبيئة لصناعة البناء والتشييد. "في الخطوة الأولى، أردنا أن نثبت أنه من الممكن إنتاج مادة تكلفتها نفس تكلفة الأسمنت البورتلاندي." لقد تمكنا من تطوير تقنية معالجة تسمح لنا بتطبيق تقنيتنا مباشرة على خطوط الإنتاج الحالية في صناعة الأسمنت دون استثمار النفقات المالية."

تنتج الشركة أسمنتًا يتمتع بقوة وثبات ممتازين يسمح بتقليل البصمة الكربونية بنسبة تصل إلى 70 بالمائة. تشمل منتجات الشركة القائمة على المكونات الأسمنتية البلاط والكتل ومكونات البناء الأخرى. الشركة الناشئة الثانية التي أسسها الباحث، RRTC Ltd.، تعمل على تطوير مواد مركبة متقدمة للاستخدامات المتنوعة، من بين مجالات أخرى في مجالات الإلكترونيات والبصريات والمواد المغناطيسية والطب الحيوي والتكنولوجيا الحيوية والأدوية والزراعة والكيمياء الكهربائية وإنتاج الطاقة وتخزينها. والطيران والسيارات والتدريع والأقمشة وما شابه.

ملخص المقال

أخبار الدراسة