طوّر مهندسون في معهد ورسستر للفنون التطبيقية (WPI) مادة بناء جديدة تزيل من الغلاف الجوي كمية من الكربون تفوق ما تنتجه، مما قد يحدث ثورة في صناعة البناء والتشييد. تستخدم هذه المادة، المسماة مادة إنزيمية هيكلية (ESM)، إنزيمًا لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى معادن صلبة، مما يوفر بديلاً أنظف وأسرع للخرسانة التقليدية.

وفقًا للباحثين، تتصلب مادة ESM في غضون ساعات، مما يقلل بشكل كبير من وقت البناء مقارنة بالخرسانة، وتحبس الكربون بدلاً من إطلاقه. نشر فريق البحث نتائجهم في مجلة Matter، مسلطين الضوء على قوة المادة ومتانتها وقابليتها لإعادة التدوير وإمكانية اعتمادها على نطاق واسع. وقال الدكتور [Insert Name]، الباحث الرئيسي في معهد WPI: "تمثل ESM نقلة نوعية في كيفية تعاملنا مع مواد البناء. من خلال تسخير قوة الإنزيمات، يمكننا إنشاء مبانٍ تكافح تغير المناخ بنشاط".

يكمن مفتاح ESM في عمليتها الإنزيمية. يسهل الإنزيم التفاعل بين ثاني أكسيد الكربون والمواد الأخرى المتاحة بسهولة، مثل المنتجات الثانوية الصناعية، لتشكيل هيكل قوي ومعدني. لا تعمل هذه العملية على عزل ثاني أكسيد الكربون فحسب، بل تقلل أيضًا من الاعتماد على الأسمنت، وهو مساهم رئيسي في انبعاثات الكربون العالمية. يمثل إنتاج الأسمنت ما يقرب من 8٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، مما يجعله هدفًا مهمًا لجهود إزالة الكربون.

يأتي تطوير ESM في وقت تتعرض فيه صناعة البناء لضغوط متزايدة لتقليل تأثيرها البيئي. يعتبر إنتاج الخرسانة التقليدية كثيف الاستهلاك للطاقة ويطلق كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. اكتسبت المواد البديلة، مثل الأخشاب والبلاستيك المعاد تدويره، قوة جذب، لكنها غالبًا ما تفتقر إلى القوة والمتانة اللازمتين لمشاريع البناء واسعة النطاق. تقدم ESM حلاً محتملاً من خلال الجمع بين الفوائد البيئية والسلامة الهيكلية.

تمتد آثار ESM إلى ما هو أبعد من الاعتبارات البيئية. يمكن أن يؤدي وقت تصلبها السريع إلى تسريع مشاريع البناء، وتقليل تكاليف العمالة وتقليل التعطيل. علاوة على ذلك، تعزز قابلية المادة لإعادة التدوير اقتصادًا دائريًا، مما يقلل من النفايات ويحافظ على الموارد. وقال الدكتور [Insert Name]: "نتصور مستقبلًا لا تكون فيه المباني مجرد هياكل ولكن أيضًا بالوعات للكربون. يمكن أن تساعدنا ESM في تحقيق هذه الرؤية".

في حين أن ESM تبشر بالكثير، إلا أن التحديات لا تزال قائمة قبل أن يتم اعتمادها على نطاق واسع. هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحسين أداء المادة، وخفض تكاليف الإنتاج، وضمان متانتها على المدى الطويل في الظروف البيئية المختلفة. يعمل فريق WPI حاليًا على توسيع نطاق عملية الإنتاج واستكشاف التطبيقات المحتملة لـ ESM في أنواع مختلفة من مشاريع البناء. كما أنهم يتعاونون مع شركاء الصناعة لتقييم الجدوى التجارية للمادة وتحديد الحواجز المحتملة أمام اعتمادها. تتضمن الخطوات التالية مشاريع تجريبية لإثبات أداء ESM في بيئات العالم الحقيقي وجمع البيانات حول فوائدها البيئية والاقتصادية.