Biofibre

كشف باحثون في جامعة دريكسيل عن تقدم مذهل في تكنولوجيا البناء، وهو نظام خرسانة ذاتي الإصلاح يسمى "BioFibre"، ويمكن لهذا الابتكار أن يُحدث ثورة في كيفية بناء الهياكل، مما يجعلها أكثر متانة واستدامة بيئيًا.

وتعتبر الخرسانة مادة بناء تستخدم على نطاق واسع، ولكنها تعاني من مشاكل مثل التدهور والتشقق مع مرور الوقت، وغالبًا ما تؤدي هذه المشكلات إلى إصلاحات أو استبدالات باهظة الثمن، مما يساهم في زيادة المخاوف البيئية بسبب البصمة الكربونية الكبيرة المرتبطة بإنتاج الخرسانة.

ويعد BioFibre، الذي طوره فريق بقيادة أمير فارنام في كلية الهندسة بجامعة دريكسيل، بمثابة تغيير جذري في قواعد اللعبة، وهي ألياف بوليمر مغلفة بمادة هيدروجيل خاصة تحتوي على بكتيريا، ومحاطة بقشرة سريعة الاستجابة، وهذا التصميم مستوحى من كيفية إصلاح جلد الإنسان لنفسه بشكل طبيعي ببنية ليفية مملوءة بالدم.

وإليك كيفية عمل BioFibre بسحره: عندما يتشكل صدع في الخرسانة، يتسرب الماء إلى الداخل ويصل إلى BioFibre، وهذا يؤدي إلى تمدد الهلام المائي، والدفع عبر القشرة والوصول إلى سطح الشق، وفي الوقت نفسه، يتم تنشيط البكتيريا الخاملة داخل البيئة الخرسانية القاسية، وعلى وجه التحديد، سلالة من البكتيريا تسمى Lysinibacillus sphaericus تبدأ عملية تسمى ترسيب كربونات الكالسيوم الناجم عن الميكروبات، وتشكل هذه العملية مادة تشبه الحجر تملأ الشقوق وتثبتها.

وتأثير هذه التكنولوجيا يتجاوز البناء، ويساهم إنتاج الخرسانة القياسية بشكل كبير في انبعاثات الغازات الدفيئة، ومن خلال إطالة عمر الهياكل الخرسانية وتقليل الحاجة إلى الإصلاحات المتكررة، يمكن للألياف الحيوية أن تقلل من البصمة الكربونية الإجمالية المرتبطة بالخرسانة، وهو يتماشى مع الجهود العالمية للحد من انبعاثات الغازات الدفيئة وتلبية الطلب على مواد بناء أكثر استدامة.

وعلى الرغم من أن هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لفهم عملية الإصلاح الذاتي بشكل كامل، إلا أن العلامات المبكرة واعدة، وقد تكون البكتيريا قادرة على إصلاح الشقوق خلال يوم أو يومين فقط، ويشير هذا الإنجاز إلى مستقبل تصبح فيه الهياكل الخرسانية "حية"، مما يطيل عمرها ويقلل تكاليف الصيانة.

وإن نجاح BioFibre هو نتيجة التعاون بين خبراء في الهندسة المدنية والبيولوجيا والكيمياء وعلوم المواد في جامعة دريكسيل، ولقد وضع نهجهم متعدد التخصصات معايير جديدة في إنشاء مواد بناء مستدامة.

وومن خلال تسخير قوة البكتيريا وتصميم المواد المبتكرة، يمكن لهذه الخرسانة ذاتية الشفاء أن تمهد الطريق لبنية تحتية صديقة للبيئة تدوم طويلاً، وهي خطوة مهمة نحو مواجهة التحديات التي تواجه صناعة البناء والتشييد اليوم.