حقق العلماء الأوروبيون إنجازاً ثورياً في عالم مواد البناء من خلال تطوير نوع جديد من الأسمنت يُطلق عليه “الأسمنت الهيكلي الضوئي”، والذي يتميز بقدرته على تبريد المباني تلقائياً دون الحاجة لاستهلاك طاقة إضافية.
مشروع MIRACLE: ثورة في تقنية البناء المستدام
طور فريق دولي من الباحثين في إطار مشروع MIRACLE التابع للاتحاد الأوروبي هذه التقنية المبتكرة، بقيادة الدكتور خورخي دولادو من المجلس الإسباني للبحث العلمي. يهدف المشروع إلى تحويل الخرسانة التقليدية منخفضة التقنية إلى مواد فوتونية عالية التقنية ومتعددة الوظائف، حيث يستكشف إمكانية صنع خرسانة للتبريد الإشعاعي النهاري لتقليل آثار الاحتباس الحراري.
آلية العمل العلمية المتطورة
تعتمد تقنية الأسمنت الهيكلي الضوئي على مبدأ “التبريد الإشعاعي النهاري”، حيث تستطيع المادة طرد الحرارة من المباني إلى الفضاء الخارجي دون استهلاك إضافي للطاقة. تستغل هذه التقنية نافذة الشفافية الجوية لتبديد الحرارة بشكل سلبي، معززة بألياف فولاذية دقيقة مرتبة داخل بنية مسامية صممت بتقنيات التعلم العميق.
نتائج مذهلة في الاختبارات العملية
أثبت المشروع أن الخرسانة الضوئية تبقى أبرد من الخرسانة العادية بنحو درجتين مئويتين حتى تحت أشعة الشمس المباشرة في الصحراء، بينما تصل درجة حرارة الخرسانة التقليدية إلى أكثر من 65 درجة مئوية.
تأثير كبير على المدن والبيئة الحضرية
تشير التقديرات إلى أن استخدام الخرسانة الضوئية في المدن يمكن أن يخفض درجات الحرارة النهارية بحوالي 10 درجات مئوية والليلية بحوالي 5 درجات، مما يقلل من حاجة التبريد الاصطناعي والطاقة المنفقة عليه.
ثورة في مواد البناء الذكية
يندرج الأسمنت الهيكلي الضوئي ضمن فئة “المواد فوق الطبيعية” التي تُصمم على المستوى المجهري لتحاكي خصائص جديدة، مثل التحكم في الضوء والحرارة بطرق لم تكن ممكنة سابقاً.
قابلية التطوير والتسويق
يمكن إنتاج المادة بالاعتماد على مكونات الأسمنت والخرسانة الحالية، وقد تأسست شركة ناشئة لتسويق التقنية محمية ببراءات اختراع.
تطبيقات متعددة وآفاق مستقبلية
تتجاوز استخدامات الخرسانة الضوئية تبريد المباني لتشمل إمكانات في أنظمة الخلايا الشمسية والاتصالات، وتسهم في تحقيق مبانٍ شبه صفرية الطاقة.
التحدي المستقبلي
يكمن التحدي الآن في التعاون مع القطاع الصناعي لتوسيع نطاق الإنتاج وتسويق المنتجات للاستخدام الواسع في مختلف المدن.
الهدف النهائي ومكافحة الاحتباس الحراري
يأمل الباحثون في أن تسهم هذه الخرسانة الضوئية في التخفيف من آثار الاحتباس الحراري من خلال تقديم حل عملي ومستدام لتبريد المباني، وتحويلها من مستهلكة للطاقة إلى منتجة للراحة الحرارية بنظام طبيعي.
