انقلاب سبز در صنعت ساختمان؛ توسعه مصالح کربن‌منفی جذب‌کننده دی‌اکسید کربن

ESM: ماده‌ای انقلابی با الهام از طبیعت

محققان WPI، تحت رهبری نیما رهبر، استاد و رئیس دپارتمان مهندسی عمران، محیط زیست و معماری، یک ماده ساختاری آنزیمی به نام ESM (Enzyme Structural Material) خلق کرده‌اند. این ماده از طریق فرایندی الهام گرفته از طبیعت، از دوام بالا، انعطاف‌پذیری و قابلیت بازیافت برخوردار است.

نحوه عملکرد و سرعت عمل‌آوری

مکانیسم عمل ESM بر پایه استفاده از آنزیمی است که دی‌اکسید کربن موجود در هوا را به ذرات معدنی جامد تبدیل می‌کند. سپس این ذرات در شرایطی ملایم به هم پیوسته و به سرعت عمل‌آوری می‌شوند تا اجزای ساختمانی را تشکیل دهند.

• بتن سنتی: نیاز به دمای بالا و هفته‌ها زمان برای عمل‌آوری دارد.
• ماده ESM: تنها در چند ساعت شکل می‌گیرد و کمترین اثرات زیست‌محیطی را به دنبال دارد.

جذب کربن؛ تفاوت فاحش با بتن معمولی

نیما رهبر، رهبر این تیم تحقیقاتی، بر لزوم بازنگری در وابستگی جهانی به بتن تاکید کرده است. وی اشاره می‌کند که تولید بتن به تنهایی مسئول حدود ۸ درصد از کل انتشار دی‌اکسید کربن جهانی است، در حالی که ESM نه تنها از انتشار مضر جلوگیری می‌کند، بلکه به طور فعال CO2 را جذب می‌نماید.

این ماده نوآورانه نه تنها از انتشار مضر جلوگیری می‌کند بلکه به طور فعال دی اکسید کربن را جذب می‌کند.

مقایسه جذب و انتشار دی‌اکسید کربن

آمارهای منتشر شده تفاوت چشمگیری بین این دو مصالح را نشان می‌دهد:

این اختلاف بزرگ ثابت می‌کند که ESM می‌تواند به صورت واقعی به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در سطح جهانی کمک کند.

کاربردهای گسترده و مزایای عملیاتی

قابلیت‌های ESM فراتر از جذب کربن است و مزایای عملیاتی متعددی را ارائه می‌دهد:

• قابلیت پخت سریع و تنظیم مقاومت.
• قابلیت بازیافت کامل.
• استفاده در ساخت پنل‌های دیواری، سقف‌ها و قطعات مدولار ساختمان.
• تعمیر آسان که هزینه‌های نگهداری بلندمدت و ضایعات ساختمانی را کاهش می‌دهد.

علاوه بر ساختمان‌های روزمره، این ماده سبک و سریع‌العمل به دلیل سرعت بالای ساخت، می‌تواند در شرایط اضطراری و مناطق بحران‌زده برای امدادرسانی و بازسازی سریع زیرساخت‌ها و مسکن مقرون‌به‌صرفه مورد استفاده قرار گیرد. ESM که از ورودی‌های بیولوژیکی تجدیدپذیر ساخته شده، کاملاً با اهداف جهانی کربن‌زدایی هماهنگ است.

آینده ساخت‌وساز بدون کربن

هرچند تحقیقات و تست‌های بیشتری برای مقیاس‌پذیری این فناوری ضروری است، اما ESM یک گام بلند به سوی ساخت‌وسازهای کربن‌منفی محسوب می‌شود؛ ساختمان‌هایی که در عین سازگاری با محیط زیست، به طور فعال دی‌اکسید کربن را از اتمسفر حذف می‌کنند. نتایج این تحقیقات مهم در مجله معتبر Matter منتشر شده و توجه کارشناسان بین‌المللی را به خود جلب کرده است.

مصالحی نظیر ESM با قابلیت جذب CO2، سرعت شکل‌گیری بالا، دوام و بازیافت‌پذیری، می‌توانند نقطه تحولی عظیم در صنعت ساخت‌وساز باشند و آینده‌ای پایدارتر برای سیاره زمین رقم بزنند. این فناوری نشان‌دهنده هم‌افزایی موفق علم و طبیعت برای ارائه راه‌حل‌های سبز برای چالش‌های جهانی است.