ابتكار خرسانة ذاتية الترميم بفضل ألياف بكتيرية ذكية

أعلن فريق من الباحثين في جامعة "دريكسل" الأمريكية عن تطوير نوع جديد من الخرسانة ذاتية الإصلاح، أطلقوا عليه اسم "BioFiber"، يتميز بمتانة عالية وقدرة فريدة على ترميم التشققات ذاتيًا، وفقا لما نشرته مجلة News Atlas المتخصصة.
- ما هي خرسانة BioFiber؟ تركيبة مبتكرة تعتمد على البكتيريا.
تتكون خرسانة BioFiber من ألياف بوليمرية متقدمة تعمل كمقويات فيزيائية تدعم الهيكل الخرساني، لكنها تلعب أيضا دورا محوريا في عملية الإصلاح الذاتي.
تغلف هذه الألياف طبقة من الهيدروجيل الذكي تحتوي على أبواغ بكتيرية خاملة، قادرة على البقاء في سبات لفترات طويلة، ومقاومة للظروف البيئية القاسية.
وعندما تبدأ الخرسانة بالتشقق بفعل العوامل البيئية أو الإجهادات الميكانيكية، يتسرب الماء إلى داخل الشقوق، فيتمدد الهيدروجيل بفعل الرطوبة ويطلق البكتيريا الخاملة.
تبدأ البكتيريا بالتغذي على مصادر الكربون والكالسيوم في البيئة المحيطة، وتنتج مادة كربونات الكالسيوم، التي تقوم بدورها بملء التشققات وإعادة ترميم البنية الخرسانية.
- لماذا يعد هذا الابتكار ثوريا؟
رغم أن خرسانة BioFiber تبدو في مظهرها شبيهة بالخرسانة التقليدية، فإن قوتها الحقيقية تكمن في قدرتها على الاستجابة الذاتية للأضرار، مما يطيل من عمر البنية التحتية ويقلل بشكل كبير من الحاجة إلى الإصلاحات المكلفة والمتكررة.
وقد صرح البروفيسور أمير فرنام، قائد الفريق البحثي: "نشهد يوميًا تدهورًا في المنشآت الخرسانية نتيجة التشققات، ما يؤدي إلى تقليل عمرها الوظيفي وزيادة تكاليف الصيانة، لكن مع BioFiber، بإمكان هذه الهياكل أن تُعالج نفسها تلقائيا، مما يشكل نقلة نوعية في عالم البناء."
- الآفاق المستقبلية: نحو بناء أكثر استدامة وأقل انبعاثًا للكربون.
يشير الباحثون إلى أن الخرسانة الجديدة لا توفر فقط متانة طويلة الأمد، بل تسهم أيضًا في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، الناتجة عن عمليات إصلاح واستبدال المواد الخرسانية التقليدية.
كما يعكف الفريق البحثي حاليًا على إجراء المزيد من التجارب والدراسات بهدف تحسين خصائص BioFiber وتوسيع نطاق استخدامها في مشاريع البنية التحتية حول العالم.
- تقنية قد تعيد رسم مستقبل الهندسة المعمارية
مع تزايد الاهتمام العالمي بمفاهيم الاستدامة البيئية وتقليل الأثر الكربوني، تمثل تقنية BioFiber أحد الحلول الواعدة التي يمكن أن تعيد تشكيل صناعة البناء وتحد من استنزاف الموارد الطبيعية.
وبينما لا تزال التقنية في طور البحث والتطوير، فإن آفاق استخدامها في المستقبل القريب تبدو واعدة ومبشرة بثورة حقيقية في عالم المواد الإنشائية.

المصدر:   مجلة News Atlas