إسمنت "أخضر" مدعم بمادة الغرافين
خاص: Elissar News: قسم الترجمة واللغات الكربون، العنصر الذي تحتاجه كافة أشكال الحياة على الأرض، ويعتمد تخصص كامل من الكيمياء على هذا العنصر الهام ومركباته وخصائصها ، أي "الكيمياء العضوية" Organic Chemistry، ، ويوجد ما لا يقل على 10 ملايين مركب من الكربون. الغرافين ويوجد الكربون بشكله الطبيعي كفحم وغرافيت وهي المادة الأقل صلابة في أشكال الكربون وبالمقابل يوجد بشكله الطبيعي أيضا حجر الماس المكون من الكربون هو المادة الأكثر صلابة الموجودة بشكل طبيعي ومادة fullerenes وهي مادة مجوفة من الكربون، وهي صلبة للغاية أيضا إلا أن أهم أنواع الكربون والذي تم الحصول عليه مؤخرا، ويعتبر أقوى بثلاثمائة مرة من الفولاذ وأقسى من الماس، ويوصل الكهرباء أكثر من النحاس ولا يتجاوز سمكه ذرة واحدة فهو الغرافين المكون من الكربون بترتيب سداسي. ومنذ اكتشاف الغرافين والحصول عليه في العام 2004، ونيل الباحثين Andre Geim وKonstantin Novoselov من جامعة مانشستر The University of Manchester في المملكة المتحدة جائزة نوبل للفيزياء في العام 2010، بدأ العلماء أبحاثا على استخداماته المختلفة والواسعة. خرسانة صديقة للبيئة ومؤخرا، تمكن باحثون من "جامعة إكستر" University of Exeter في المملكة المتحدة أيضا من دمج هذه المادة باستخدام تكنولوجيا الهندسة النانوية مع مادة الإسمنت للحصول على إسمنت المدعم بالغرافين خفض بشكل كبير من انبعاثات الكربون مقارنة بطرق إنتاج الخرسانة التقليدية، مما جعله أكثر استدامة وصديقة للبيئة. ويؤكد فريق البحث على أن التقنية الجديدة يمكن أن تمهد الطريق لدمج المواد النانوية الأخرى في الخرسانة، وبالتالي تحديث صناعة البناء في كافة أنحاء العالم. ويعتبر هذا الإسمنت المدعم بالغرافين أكثر صلابة بمرتين، ويعزل المياه أربع مرات من الإسمنت العادي، كما أن بصمته الكربونية أقل، وقد نشر الباحثون دراستهم في دوريةAdvanced Functional Materials العلمية في 23 نيسان (أبريل) 2018. مادة ثورية وقالت البروفسورة المؤلفة المشاركة في البحث من قسم الهندسة في جامعة إكستر مونيكا كراكيون Monica Craciun، في الدراسة: "تواجه مدننا ضغوطا متزايدة من التحديات العالمية بسبب التلوث، والتحضر المستدام، والمرونة للأحداث الطبيعية الكارثية، من بين أمور أخرى"، وأضافت: "هذه المادة المركبة الجديدة هي مادة قد تؤدي إلى تغيير جذري من حيث تعزيز الخرسانة التقليدية لتلبية هذه الاحتياجات، فهي ليست فقط أقوى وأكثر متانة فحسب، ولكنها أيضا أكثر مقاومة للماء، مما يجعلها مناسبة بشكل فريد للبناء في المناطق التي تتطلب أعمال صيانة ويصعب الوصول إليها". في الدراسة الجديدة المبتكرة ، فالتقنية الجديدة تركز على وضع الغرافين الرفيع بسماكة ذرة واحدة في المياه ما يؤدي إلى زيادة كمية الإسمنت وعدم وجود عيوب، وبتكلفة منخفضة ومتوافقة مع متطلبات التصنيع الحديثة والواسعة النطاق لتشمل كافة المناطق المناخية. وأشار المؤلف الرئيسي للرسالة ديميتار ديموف Dimitar Dimov، من جامعة إكستر أيضا: "إن هذا البحث الرائد مهم لأنه يمكن تطبيقه على التصنيع والبناء على نطاق واسع، يجب تحديث الصناعة من خلال دمج ليس مواد من خارج مجالها فحسب، بل إدخال المواد الجديدة المبتكرة أيضا. وأضاف ديموف:"إن العثور على طرق صديقة للبيئة هي خطوة حاسمة نحو خفض انبعاثات الكربون في جميع أنحاء العالم، وبالتالي المساعدة في حماية بيئتنا قدر الإمكان. إنها الخطوة الأولى ، ولكنها خطوة حاسمة في الاتجاه الصحيح لجعل صناعة البناء أكثر استدامة في المستقبل". ولفت إلى أنه " ربما الأهم من ذلك، من خلال دمج الغرافين مع الإسمنت، يمكننا تقليل كمية المواد المطلوبة لصنع الخرسانة بنسبة 50 بالمئة تقريبا، ما يؤدي إلى انخفاض كبير في كمية انبعاثات الكربون التي تصل إلى 446 كيلوغرام لكل ط"ن. صناعة الإسمنت تم استخدام الخرسانة كمواد بناء منذ أيام الرومان، وبعض هذه الهياكل الثابتة لا تزال قائمة حتى اليوم، وهي أكثر مواد البناء شيوعا، إلى جانب الصلب، ولكن يشكل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتجة عن الخرسانة وصناعة الأسمنت تحديا كبيرا، ويرجع ذلك جزئيا إلى الطاقة المستخدمة في تصنيع المواد ولكن لأن العمليات الكيميائية المطلوبة تنطوي على تفكك الحجر الجيري و إطلاق ثاني أوكسيد الكربون. وتساهم صناعة الأسمنت بحوالي 6 بالمئة من الانبعاثات الكربونية العالمية، ويتعين على المصنعين إجراء تخفيضات حادة إذا كان الهدف تحقيق أهداف مؤتمر المناخ في باريس. المصادر: University of Exeter، The Guardian ووكالات
