خبر کامل
سیمان الهام‌گرفته از صدف‌ها: ۱۰ برابر قوی‌تر و سریع‌تر
کشف الهام‌بخش از صدف‌ها: ساخت سیمانی ۱۰ برابر قوی‌تر و بادوام‌تر
دانشمندان دانشگاه پوردو با الهام از توانایی شگفت‌انگیز صدف‌ها در ساخت صخره‌های عظیم و مقاوم، موفق به تولید سیمانی جدید شده‌اند که نه تنها از سیمان معمولی قوی‌تر است، بلکه با سرعت بیشتری نیز سفت می‌شود. این دستاورد می‌تواند انقلابی در صنعت ساخت‌وساز ایجاد کند و به افزایش مقاومت و طول عمر سازه‌ها بینجامد.
راز قدرت چسبندگی صدف‌ها
صدف‌ها میلیون‌ها سال است که با استفاده از ماده چسبنده خود، صخره‌هایی به طول کیلومترها می‌سازند که مانند دیواری طبیعی، سواحل را در برابر امواج محافظت می‌کنند. پروفسور جاناتان ویلکر، متخصص چسب‌ها و مواد زیست‌تقلیدی در دانشگاه پوردو، سال‌هاست که در تلاش برای درک ماهیت این سیمان طبیعی و خواص منحصربه‌فرد آن است.
پروفسور جاناتان ویلکر می‌گوید: «در تلاشیم بفهمیم سیمان صدف چیست و چه چیزی آن را به یک چسب قوی تبدیل می‌کند.»
سیمان و بتن: تفاوت‌های اساسی
اغلب مردم سیمان و بتن را یکسان می‌پندارند، اما این دو با یکدیگر تفاوت دارند. سیمان ماده‌ای چسبنده است که به عنوان جزء اصلی در ساخت بتن، که نوعی سنگ مصنوعی ساختمانی است، به کار می‌رود. در حالی که قدیمی‌ترین بتن ساخته شده توسط انسان حدود ۷ هزار سال قدمت دارد، صدف‌ها بیش از ۲۰۰ میلیون سال است که با بتن طبیعی خود به ساخت‌وساز مشغولند.
ماده مخفی در سیمان صدف
تحقیقات ویلکر و تیمش بر روی صدف‌ها به کشف پدیده‌ای شگفت‌انگیز منجر شد: ماده چسبنده صدف‌ها عمدتاً از کربنات کلسیم (همان ماده گچ) تشکیل شده است. این مواد به طور معمول خاصیت چسبندگی ندارند، اما صدف‌ها با ترکیب آن‌ها با ۱۲ درصد مواد آلی (مانند پلاستیک و نفت) توانسته‌اند چسبی بسیار قوی بسازند که حتی در محیط‌های آبی نیز عملکرد بی‌نظیری دارد. این در حالی است که بیشتر چسب‌های موجود در بازار بر پایه نفت تولید می‌شوند، اما سیمان صدف ترکیبی منحصر به فرد از مواد معدنی و مقدار کمی مواد آلی است.
نتایج آزمایش‌ها: ۱۰ برابر قوی‌تر، ۲ برابر مقاوم‌تر
پژوهشگران برای ارزیابی عملکرد سیمان جدید، کاشی‌های حمام را با آن به هم چسباندند. نتایج خیره‌کننده بود: در تمام آزمایش‌ها، خودِ کاشی‌ها شکستند، اما اتصال چسبی بین آن‌ها کاملاً سالم باقی ماند.
هنگامی که این سیمان به بتن معمولی اضافه شد، نتایج حتی شگفت‌انگیزتر بود:
- چسبندگی بتن جدید ۱۰ برابر قوی‌تر شد.
- مقاومت فشاری آن ۲ برابر افزایش یافت.
- زمان سفت‌شدن آن به طور قابل توجهی کوتاه‌تر شد.
آینده روشن این فناوری
پروفسور ویلکر معتقد است که سیمان‌های جدیدی مانند این می‌توانند خواص سیمان معمولی را به طور چشمگیری بهبود بخشند. او تاکید می‌کند که هنوز چیزهای زیادی می‌توانیم از طبیعت بیاموزیم. در صورت تولید انبوه، این فناوری پتانسیل زیادی برای مقاوم‌تر کردن ساختمان‌ها و پل‌ها و افزایش عمر مفید آن‌ها دارد.
جزئیات کامل این فناوری، که در حال طی کردن مراحل ثبت اختراع است، در مجله معتبر Chemistry of Materials منتشر شده است.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
زمان انتشار:
۰۵:۰۰ - ۱۴۰۵/۰۲/۲۲