إسمنت مستوحى من عظام الإنسان أقوى 5 مرات من الخرسانة
تاريخ النشر: 19th, September 2024 GMT
طور باحثون في جامعة برينستون الأمريكية نوعاً جديداً من العجينة الأسمنتية التي تتفوق قوتها على المواد التقليدية مثل الخرسانة بأكثر من 5 مرات، مما يساهم في تعزيز متانة البناء بشكل كبير، والمثير للانتباه هو أن هذه العجينة مستوحاة من عظم الإنسان.
وتم تصميم هذا الأسمنت لمقاومة التشقق وتعزيز المتانة الهيكلية بشكل مستوحى من البنية الأنبوبية للعظم القشري البشري، وهي الطبقة الخارجية لعظم الفخذ، بحسب الدراسة التي نُشرت في مجلة Advanced Materials.
وأوضح الباحث الرئيسي شاشانك جوبتا، المرشح لنيل درجة الدكتوراه من جامعة برينستون، أن المواد الهشة مثل الأسمنت غالباً ما تفشل فجأة وبطريقة كارثية، فعندما تتشكل الشقوق في هذه المواد، يمكن أن يؤدي نقص المتانة إلى انهيارات مفاجئة، مما يشكل خطراً كبيراً على المباني والأرواح.
وأكد جوبتا على ضرورة تطوير مواد بناء قادرة على مقاومة انتشار الشقوق وتوزيع تأثير الضرر بشكل آمن.
الطبيعة مصدر الإلهاملمعالجة هذه المشكلة، استعان الباحثون بالطبيعة كمصدر إلهام، ودرسوا العظام القشرية التي تدعم وزن الجسم وتقاوم الكسور.
وتتميز العظام القشرية بوجود أنابيب بيضاوية تعرف باسم وحدات العظم، والتي تساعد في صد الشقوق ومنع الفشل السريع.
خصائص العظام البشريةمستلهماً من خصائص العظام البشرية، ابتكر الفريق عجينة أسمنتية تتضمن أنابيب أسطوانية وبيضاوية مماثلة، مما يحسن بشكل كبير مقاومة الشقوق. عندما يتشكل شق، تعمل هذه الأنابيب كعائق يؤخر انتشاره ويبدد الطاقة التي قد تسهم في تسريع الضرر، مما يمنح الهيكل مزيداً من الوقت لتحمل الإجهاد ومنع التصدّع المفاجئ.
وشرح جوبتا أن ما يجعل هذه الآلية فريدة هو التحكم في انتشار الشقوق، مما يمنع التصدع الكارثي ويجعل المادة أكثر صلابة بفضل تحملها للضرر التدريجي.
وبخلاف الطرق التقليدية التي تعزز الأسمنت بالبلاستيك أو الألياف، يركز هذا النهج على استخدام الهندسة – تحديداً شكل الأنابيب وأحجامها واتجاهاتها – لتعزيز المتانة.
كما طوّر الفريق إطاراً لتقييم درجة الاضطراب في بنية عجينة الأسمنت، مما قد يسهم في جعل هذه المادة الجديدة قابلة للتطوير وعملية للاستخدام على نطاق واسع.
ويعتقد فريق البحث أن هذا التقدم الهندسي يمكن أن يؤدي إلى صنع مواد بناء أكثر مرونة، كما يمكن تطبيق هذه التقنية على مواد هشة أخرى.
المصدر: جريدة الحقيقة
إقرأ أيضاً:
وزير الري: تنفيذ 60% من مشروع قناطر ديروط الجديدة.. صور
تلقى هانى سويلم، وزير الموارد المائية والرى، تقريراً من المهندس إيهاب الجوهرى، رئيس قطاع الخزانات والقناطر الكبرى، بخصوص الموقف التنفيذى لمشروع إنشاء مجموعة قناطر ديروط الجديدة.
وصرح سويلم بأن نسبة تنفيذ المشروع حتى تاريخه تتجاوز 60%، مشيراً إلى أنه فيما يخص قناطر بحر يوسف والتى تخدم زمام 850 ألف فدان فى محافظات المنيا وبنى سويف والفيوم والجيزة، فقد تم الانتهاء من تنفيذ المنشأ الخرسانى والكوبرى ومجموعة بوابات التحكم وتنفيذ منظومة التشغيل الهيدروليكية للقنطرة، وجار تنفيذ السد الدائم وحائط التوجيه والحماية فى الأمام بالستاير المعدنية، وجار التجارب والتشغيل التجريبى للقنطرة.
وفيما يخص قناطر حجز الإبراهيمية، فقد تم تنفيذ قناة التحويلة والسد المؤقت بالستائر المعدنية، وتركيب وتشغيل منظومة التجفيف، والانتهاء من تنفيذ خوازيق الأساسات من الخرسانة المسلحة، وجار تنفيذ جسم القنطرة من الخرسانة المسلحة، وتم تصنيع البوابات ومنظومة التشغيل فى اليابان وتوريدها للموقع.
وتم الانتهاء من صب الخرسانة المسلحة لكل من قنطرة الديروطية وقنطرة البدرمان، وتركيب البوابات ومنظومة التشغيل.
وفيما يخص قناطر أبو جبل والساحلية وإيراد الدلجاوى، فقد تم تنفيذ الأساسات والستائر القاطعة للمياه أسفل المنشأ، وأعمال الخرسانة المسلحة لجسم القناطر وحائط الحماية والتوجيه بالستائر المعدنية، ومن المقرر تركيب البوابات خلال فترة السدة الشتوية القادمة (يناير 2025).
جدير بالذكر أن هذا المشروع الهام يُعد ضمن مجموعة المشروعات الكبرى التى تقوم بها الوزارة بهدف تحديث وتأهيل وصيانة منشآت الري بمختلف محافظات الجمهورية، ويهدف لتحسين عملية الرى في زمام 1.60 مليون فدان فى خمس محافظات بالصعيد هى “أسيوط - المنيا - بني سويف - الفيوم - الجيزة”، وتوفير منظومة متطورة للتحكم فى تصرفات الترع التى تغذيها مجموعة القناطر بالمحافظات الخمس، بالإضافة لعمل كوبري علوي.
2024 يكشف زيف انتصار الديمقراطية الليبرالية