Нов метод инспириран од коралните гребени може да го фати јаглерод диоксидот од атмосферата и да го претвори во издржливи, огноотпорни градежни материјали, нудејќи ветувачко решение за јаглерод-негативна конструкција.
Пристапот, развиен од истражувачите на USC (Универзитетот во Јужна Калифорнија) и детално опишан во студија објавена во списанието Advanced Manufacturing, црпи инспирација од природната способност на океанските корални гребени да создаваат робустни структури со задржување на јаглерод диоксид. Добиените минерално-полимерни композити покажуваат извонредна механичка сила, отпорност на фрактура и отпорност на пожар.
„Ова е клучен чекор во еволуцијата на конверзија на јаглерод диоксид. За разлика од традиционалните технологии за фаќање јаглерод кои се фокусираат на складирање на јаглерод диоксид или негово претворање во течности, откривме дека овој нов електрохемиски производствен процес го претвора хемиското соединение во минерали од калциум карбонат во 3D печатени полимерни скелиња” рече Киминг Ванг, вонреден професор по градежништво и инженерство за животна средина на USC школата за инженерство.
Методот е директно инспириран од начинот на кој коралите ги создаваат своите арагонитни скелетни структури, познати како коралити. Во природата коралите создаваат коралити преку процес наречен биоминерализација, во кој коралите извлекуваат јаглерод диоксид од атмосферата преку процесот на фотосинтеза. Потоа комбинира хемиско соединение со јони на калциум од морската вода за да ги таложи минералите на калциум околу органските шаблони.
Истражувачкиот тим го повтори овој процес создавајќи 3Д печатени полимерни скелиња кои ги имитираат органските шаблони на коралите. Потоа ги обложиле со тенок спроводлив слој. Овие обложени структури потоа бил поврзани со електрохемиски кола како катоди и потопени во раствор на калциум хлорид.
Кога во растворот се додава јаглерод диоксид, тој се подложува на хидролиза за да се распадне на бикарбонатни јони. Овие јони реагирале со калциумот во растворот и формирале калциум карбонат, кој постепено ги исполнувал 3Д печатените пори. Ова резултираше со финален производ, густ минерално-полимерен композит.
Најизненадувачкото својство на експерименталниот композитен материјал е неговата реакција на оган. Додека 3D печатените полимерни скелиња немаат својствени својства за отпорност на пожар, минерализираните композити го задржаа својот структурен интегритет под експериментални тестови на пламен.
„Методот на производство откри природен механизам за потиснување на пожарот од 30 минути директно изложување на пламен. Кога се изложени на високи температури, минералите од калциум карбонат ослободуваат мали количества јаглерод диоксид што изгледа како да има ефект на гаснење пожар. Оваа вградена безбедносна карактеристика обезбедува значителни придобивки за градежните и инженерските апликации каде отпорноста на пожар е критична.
Истражувачите, исто така, демонстрираа како произведените композити може да се склопат во поголеми структури користејќи модуларен пристап, создавајќи носечки структури од големи размери. Композитните материјали потенцијално би можеле да се користат во градежништвото и други апликации кои бараат висока механичка отпорност.
Ванг рече дека истражувачите сега планираат да се фокусираат на комерцијализација на патентираната технологија. Бидејќи градежните материјали и градежништвото се одговорни за околу 11% од глобалните емисии на јаглерод, новиот метод на производство на студијата ја поставува основата за можноста за јаглерод-негативни згради.
(Vidi.hr)
(фото: )
