ابتكار نوع جديد من الأسمنت قادر على بناء المنازل وإضاءة العشرات من المصابيح الكهربائية

لا يقتصر استخدام الجيل الجديد من الأسمنت الذي طوره باحثون دانمركيون وصينيون على البناء فحسب، بل يمكنه أيضًا توليد الكهرباء بفضل البكتيريا التي تعيش داخله.

السمات البنيوية والتركيبية الموسعة لـ "الأسمنت الحي" - صورة: CRPS

في الآونة الأخيرة، نجح فريق من العلماء من جامعة آرهوس (الدنمارك) وجامعة تشونغتشينغ جياوتونغ (الصين) في دمج بكتيريا Shewanella oneidensis في الأسمنت الصلب، مما أدى إلى إنشاء "مادة هجينة بين البكتيريا والأسمنت".

لا يساعد هذا "الأسمنت الحي" في دعم المباني فحسب، بل يعمل أيضًا كنظام تخزين للطاقة "قابل لإعادة الشحن".

ويفتح هذا الاكتشاف آفاقا مستقبلية حيث يمكن لمواد بناء المدن أن توفر الطاقة للبشر، وفقا لما ذكره موقع IFLScience في 15 سبتمبر.

يُصنع الأسمنت الحي بإضافة مسحوق كبريتات الصوديوم (إلكتروليت يدعم البكتيريا) إلى الأسمنت، ثم تُضاف البكتيريا المخففة في ماء منزوع الأيونات معقم. يُسكب خليط الأسمنت في قالب ويُترك في درجة حرارة الغرفة لمدة ٢٤ ساعة.

Shewanella oneidensis هي بكتيريا نشطة كهربائيًا، قادرة على إنشاء شبكة من الجسيمات المشحونة كهربائيًا لتخزين وإطلاق الطاقة.

تبلغ كثافة طاقة هذا الأسمنت الحي 178.7 واط/كجم. ولتوضيح ذلك، يستهلك مصباح LED نموذجي ما بين 4 و18 واط. وبالتالي، يمكن لكيلوغرام واحد من الأسمنت الحي تشغيل ما يصل إلى 44 مصباح LED، وهي كمية هائلة من الطاقة التي تُولّدها البكتيريا المجهرية.

بعد 10 آلاف دورة طاقة، حافظ الأسمنت على 85% من قدرته، مما يدل على إمكانية استخدامه على المدى الطويل.

لكن، ولأنها مادة "حية"، فهناك احتمال لموت البكتيريا. لذلك، استخدم فريق البحث قنوات صغيرة داخل الأسمنت لتوفير العناصر الغذائية للبكتيريا، وتمكنوا من استعادة 80% من قدرتها الأصلية.

وتعد هذه البطاريات خطوة كبيرة إلى الأمام مقارنة بالبطاريات التقليدية حيث أنها قابلة لإعادة الشحن ولا تحتوي على معادن ثقيلة سامة، مما يجعلها صديقة للبيئة بشكل أكبر.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الأسمنت الخام لا يزال قادرا على توفير الطاقة عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 0 درجة مئوية وفي درجة حرارة الغرفة (20 - 33 درجة مئوية).

ويقول الفريق إن هذه التقنية يمكن دمجها في الهياكل المبنية مثل الجدران أو الأساسات أو الجسور، ويمكن أن تساعد أيضًا في توفير بعض الطاقة نفسها التي توفرها الألواح الشمسية.

رغم أن الفكرة مثيرة للاهتمام، إلا أن الأسمنت الحي ليس جاهزًا للاستخدام في مواقع البناء بعد. فالقلوية الطبيعية للأسمنت تُشكل تحديًا لبقاء البكتيريا، كما أن أداء الكائنات الحية الدقيقة النشطة كهربائيًا يعتمد بشكل كبير على البيئة.

يركز الفريق على الحلول الممكنة مثل إنشاء سلالات بكتيرية أقوى وضبط مسامية الأسمنت لتوفير تغذية أفضل.

ونشرت الدراسة في مجلة Cell Reports Physical Science .

آنه ثو

المصدر: https://tuoitre.vn/tao-ra-loai-xi-mang-moi-vua-xay-nha-vua-co-the-thap-sang-hang-chuc-bong-den-20250916113738163.htm