سنغافورة: وكالات

ابتكر علماءٌ من جامعة نانيانغ للتكنولوجيا في سنغافورة (NTU Singapore) تقنيَّة ثوريَّة للطباعة الثلاثيَّة الأبعاد للخرسانة لا تعمل فقط على بناء هياكل قويَّة ومتينة، بل تتميز بقدرتها على امتصاص ثاني أكسيد الكربون، الأمر الذي يفتح آفاقًاً جديدة للحد من الأثر البيئي السلبي لصناعة البناء.

وقد أوضح الباحثون في الدراسة التي نُشرت تفاصيلها في المجلة العلمية (Carbon Capture Science & Technology) أن التقنية تركز في معالجة مشكلة البصمة الكربونية الكبيرة للأسمنت، وهو مكونٌ أساسيٌّ في الخرسانة، ويُعدُّ مسؤولًا عن انبعاث 1.6 مليار طن متري من ثاني أكسيد الكربون سنويًا، وهو ما يُعادل نحو 8 % من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالميَّة.

تعتمدُ هذه التقنية المبتكرة على إدماج ثاني أكسيد الكربون والبخار – وهما من المنتجات الثانوية للعمليات الصناعية – في خليط الخرسانة أثناء عملية الطباعة الثلاثية الأبعاد. إذ يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع مكونات الخرسانة أثناء الطباعة الثلاثية الأبعاد، مشكلًا مركبًا صلبًا ومستقرًا يظل محبوسًا داخل الهيكل، ويعمل البخار بدوره على تعزيز امتصاص ثاني أكسيد الكربون، مما يعزز قوة المادة وقابليتها للطباعة.

وقد أكدت الاختبارات المعملية أن هذه التقنية الجديدة لا تحبس المزيد من الكربون فحسب، بل تُنتج أيضًا خرسانة أقوى وأكثر متانة من الخرسانة المطبوعة الثلاثية الأبعاد التقليدية.

أجريت دراسة معملية في مختبرات جامعة نوتنغهام ترنت في المملكة المتحدة، إذ خضعت عينات من الخرسانة المطبوعة الثلاثية الأبعاد والمُشبعة بالكربون لاختبارات تفصيلية، وكشفت النتائج عن تحسينات ملحوظة في جوانب متعددة، شملت:

أظهرت الخرسانة المُشبعة بالكربون تحسنًا بنسبة بلغت 50 % في قابلية الطباعة مقارنة بالخرسانة المطبوعة الثلاثية الأبعاد التقليدية، ويعني هذا التحسن إمكانية بناء هياكل خرسانية بسرعة وبدقة عالية، إذ يُمكن تشكيل الخرسانة بسهولة مع الحفاظ على شكلها في أثناء عملية الطباعة، مما يقلل من احتمالية حدوث أخطاء أو تشوهات في الهيكل المطبوع.

لم يقتصر التحسن على قابلية الطباعة، بل امتد ليشمل الخصائص الميكانيكية للخرسانة المُشبعة بالكربون، فقد زادت قوة تحمل الضغط للهيكل المطبوع بنسبة بلغت 36.8%، ويعني ذلك أن الهيكل سيكون قادرًا على تحمل أوزان أكبر دون أن ينكسر أو يتشوه، كما زادت مقاومة الانحناء (المرونة) بنسبة بلغت 45.3%، مما يجعل الهيكل أكثر مقاومة للصدمات 

والاهتزازات.