الأسمنت، كمادة مستخدمة على نطاق واسع عالميًا، يثير قلقًا مستمرًا بسبب انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالية في عملية إنتاجه. مع استمرار نمو الطلب، يبحث الباحثون بنشاط عن بدائل لتخفيف العبء البيئي. مؤخرًا، ظهر حل مبتكر يتمثل في استخدام نفايات كربيد السيليكون كإضافة للأسمنت. كربيد السيليكون، وهو مادة خاملة تستخدم أصلاً في تلميع الأحجار الكريمة، ينتج كميات كبيرة من النفايات في عملية معالجة الأحجار الكريمة، ومركز معالجة الأحجار الكريمة في مقاطعة قوانغدونغ هو مثال نموذجي.

باحثون من Wuzhou University وGuangzhou University في الصين نشروا بحثًا في مجلة AIP Advances، يناقشون بالتفصيل إمكانية تحويل نفايات تلميع الأحجار الكريمة إلى إضافات للأسمنت. قال المسؤول عن البحث Xiaowei Ouyang: "كان الدافع الأولي للبحث هو مواجهة التحديات البيئية التي تسببها نفايات تلميع الأحجار الكريمة، هذا المنتج الثانوي الغني بكربيد السيليكون غير قابل للتحلل البيولوجي، مما يفاقم مشكلة مدافن النفايات." أجرى الفريق البحثي سلسلة من الاختبارات الشاملة، بما في ذلك تفاعلات كيميائية على المستوى الجزيئي، وتحليل الخصائص على المستوى المجهري، واختبارات قوة المواد والأداء الحراري والتوصيل الكهربائي على المستوى الكلي، لاستكشاف تأثير النفايات كإضافة بعمق.

هذا الأسمنت المعزز بكربيد السيليكون لا يمكن استخدامه فقط في لوحات توفير الطاقة، لتحقيق تسخين وتبريد سلبي للجدران أو الأرضيات، بل يمكن أيضًا تضمين مستشعرات في الجسور، من خلال الكشف عن تغيرات التوصيل الكهربائي للإشارة إلى تلف الهيكل. كما قام البحث بتحديد كميًا قدرة جزيئات النفايات على امتصاص أيونات الكالسيوم، مما يوفر أساسًا علميًا لتصنيع أسمنت أقوى. لتعزيز البحث، يخطط الفريق لتحسين مزيج النفايات والأسمنت بشكل أكبر، لتعزيز المتانة طويلة الأمد، وإجراء اختبارات ميدانية، مع استكشاف إمكانيات تطبيق نفايات أخرى.