مهندسون في معهد وورستر للتكنولوجيا الصناعية طوروا مادة بناء جديدة تلتقط ثاني أكسيد الكربون بدلاً من إطلاقه. المادة الهيكلية الإنزيمية، أو ESM، تتصلب بسرعة وتقدم بديلاً مستداماً للخرسانة التقليدية. هذه الابتكار يمكن أن يقلل بشكل كبير من التأثير البيئي لصناعة البناء.
بحثوا في معهد وورستر للتكنولوجيا الصناعية (WPI) قدموا المادة الهيكلية الإنزيمية (ESM)، اختراق في البناء المستدام. بقيادة نيمة رحبار، أستاذ مميز عائلة رالف إتش. وايت ورئيس قسم الهندسة المدنية والبيئية والمعمارية، استفاد الفريق من إنزيم لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى جزيئات معدنية صلبة. هذه الجزيئات ترتبط وتتصلب تحت ظروف معتدلة، مكونة مكونات هيكلية في ساعات فقط. الخرسانة التقليدية، أكثر مواد البناء شيوعاً في العالم، تعتمد على إنتاج عالي الحرارة ويمكن أن تستغرق أسابيع للتصلب. تصنيعها يساهم بنحو 8% من انبعاثات CO2 العالمية. في تباين واضح، إنتاج ESM يلتقط أكثر من 6 كيلوغرامات من CO2 لكل متر مكعب، بينما الخرسانة التقليدية تطلق 330 كيلوغراماً. «الخرسانة هي أكثر مواد البناء استخداماً على الكوكب، وإنتاجها يمثل نحو 8% من انبعاثات CO2 العالمية»، شرح رحبار. «ما طوره فريقنا هو بديل عملي وقابل للتوسع لا يقلل الانبعاثات فقط - بل يلتقط الكربون فعلياً». يبرز ESM بقوته وقابليته للإصلاح وإعادة التدوير الكاملة، مما يجعله مثالياً لتطبيقات مثل أسطح السقوف وألواح الجدران والأنظمة المتعددة الأجزاء. كما يقلل النفايات من خلال السماح بالإصلاحات، مما قد يقلل التكاليف طويلة الأمد ومساهمات المكبات. خارج البناء الأساسي، تدعم المادة الإسكان المنخفض التكلفة والبنى التحتية المقاومة للمناخ وإعادة البناء السريع بعد الكوارث، بفضل خفة وزنها وخصائص الإنتاج السريع. النتائج تظهر في مجلة Matter، مشددة على إمكانيات ESM في التصنيع منخفض الطاقة المشتق بيولوجياً. شدد رحبار على الآثار الأوسع: «إذا تحول جزء من البناء العالمي نحو مواد سلبية الكربون مثل ESM، فسيكون التأثير هائلاً». يتوافق هذا التطور مع أهداف الممارسات البنائية محايدة الكربون واقتصاديات الدوران، مقدماً طريقاً أنظف لصناعة مسؤولة عن انبعاثات كبيرة.
