مستوحى من بلح البحر، لا ينكسر! أسمنت أقوى 17 مرة من الأسمنت المنتج

أم اللؤلؤ هي بنية لامعة ومتينة توجد في القشرة الداخلية لبلح البحر. وتتكون من "أقراص" سداسية مجهرية من بلورات كربونات الكالسيوم تسمى الأراجونيت وطبقة من البوليمر الحيوي الناعم الذي يربطها معاً. ويوفر الأراجونيت الصلابة ويوفر البوليمر الحيوي المرونة، وهذا التركيب المزدوج يجعل الصدف مقاومًا للغاية للكسر.

واستناداً إلى هذا التركيب الطبيعي، يهدف فريق البحث إلى تطبيق نظام مماثل على المواد التي يصنعها الإنسان. تم تصميم ثلاث عوارض مختلفة متعددة الطبقات. تم إنشاء هذه الحزم من تركيبات مختلفة من عجينة الأسمنت وطبقة رقيقة من البوليمر. وفي النموذج الثالث على وجه الخصوص، تم قطع الأسمنت بالكامل لإنتاج صفائح سداسية الشكل تشبه أم اللؤلؤ.

أقوى 17 مرة وأكثر مرونة 19 مرة

كما تم إنتاج عارضة أسمنتية كلاسيكية متجانسة للمقارنة. وكانت النتائج رائعة: فبينما انكسرت العارضة الأسمنتية التقليدية بسهولة، كان النموذج ثلاثي الطبقات أكثر مرونة وقوة. وقد لوحظ الفرق الأكبر في العارضة ذات الهيكل السداسي الشبيه بعرق اللؤلؤ - حيث قدم هذا النموذج قوة أكثر 17 مرة ومرونة أكثر 19 مرة من الأسمنت التقليدي.

وأكد رضا معيني، أحد مؤلفي الدراسة، أن هدفهم لم يكن مجرد محاكاة الطبيعة، بل تطوير مواد جديدة من خلال فهم المبادئ الهندسية الأساسية للطبيعة. وقال معيني: "من الممكن زيادة المتانة من خلال العيوب الدقيقة المصممة عمداً في المواد الهشة".

هذا الاختراع قد لا يمكّن من تشييد مبانٍ أكثر أماناً فحسب، بل لديه أيضاً القدرة على الحد من الأثر البيئي الناجم عن إنتاج الأسمنت. حيث يمثل إنتاج الأسمنت 8 في المائة من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية.

وعلى الرغم من أن هذا التصميم المستوحى من أم اللؤلؤ واعد، إلا أنه لم يصل بعد إلى مرحلة يمكن استخدامه في صناعة البناء والتشييد. هناك حاجة إلى مزيد من التطوير والاختبار قبل أن يمكن تطبيق هذه الطريقة عملياً. ومع ذلك، فإن هذا الإلهام من الطبيعة يمكن أن يشكل مستقبل تقنيات البناء.