جامعة كولومبيا الوطنية تخفض سرعة تآكل حديد التسليح بنسبة 50%-70% باستخدام أنابيب نانوية كربونية من قشور جوز الهند

أخبار ar.wedoany.com، اكتشف باحثون في حرم مانيزاليس بجامعة كولومبيا الوطنية (Universidad Nacional) أن تحويل قشور جوز الهند إلى أنابيب نانوية كربونية وإضافتها إلى خليط الأسمنت يمكن أن يخفض سرعة تآكل حديد التسليح بنسبة تتراوح بين 50% و70% في المراحل الأولى من التجربة. يعود هذا الإنجاز إلى أطروحة التخرج للمهندس الفيزيائي ميغيل أنخيل غوميز، وهو حالياً طالب ماجستير في العلوم الفيزيائية في نفس الحرم الجامعي.

اختار فريق البحث قشور جوز الهند كمادة خام نظراً لكونها من المخلفات الزراعية المتاحة على نطاق واسع والتي تتميز بمحتوى عالٍ من الكربون. تبدأ عملية الإنتاج بتسخين قشور جوز الهند باستخدام تقنية التحلل الحراري في غياب الأكسجين لإنتاج الفحم الحيوي، ثم يتم خلط هذه المادة مع أملاح معدنية تستخدم كمحفزات، وتعريضها للإشعاع في فرن ميكروويف تقليدي لتخليق الأنابيب النانوية الكربونية. وقبل إضافة الأنابيب النانوية الكربونية إلى خليط الأسمنت، تخضع لمعالجة سطحية لتحسين تشتتها في الماء وتجنب تكوّن التكتلات. وأوضح غوميز أن فترة الدراسة الجامعية كانت قصيرة، ولم تكن هناك مسار واضح داخل الجامعة لتحضير الأنابيب النانوية الكربونية في ذلك الوقت، لذا قرروا تطوير طريقة التخليق بأنفسهم.

بعد الحصول على الأنابيب النانوية الكربونية، قام الباحثون بإضافة ثلاث عينات - الأولى خالية من الأنابيب النانوية الكربونية، والثانية تحتوي على أنابيب نانوية كربونية تجارية، والثالثة تحتوي على أنابيب نانوية كربونية من قشور جوز الهند - إلى خلطات مختلفة من الأسمنت والماء، ووضعوها في محلول ملحي لمدة 60 يوماً لمحاكاة البيئة التي تتعرض لها المباني في المناطق الساحلية. أظهرت النتائج أن الأنابيب النانوية الكربونية المصنوعة من قشور جوز الهند أدت إلى انخفاض ملحوظ في سرعة تآكل حديد التسليح في المراحل الأولى من التجربة. وعلى الرغم من أن الأنابيب النانوية الكربونية التجارية أظهرت أداءً أفضل في بداية الاختبار، إلا أن هذه الدراسة أثبتت أن قشور جوز الهند يمكن استخدامها كمادة خام لإنتاج الأنابيب النانوية الكربونية، مما يوفر بديلاً واعداً لتصنيع هذه المواد. وتتمثل الخطوة التالية في التحقق مما إذا كانت هذه المزايا ستستمر عند إضافة هذه الأنابيب النانوية إلى خلطات الخرسانة (التي تشمل بالإضافة إلى الأسمنت مواد مثل الرمل والحصى).