علماء صينيون يطورون مرکبا ذکيا من الإسمنت يحول الحراره إلى الکهرباء

وکاله آریا للأنباء - طوّر فریق الأستاذ الصینی "تشو یان" مرکّبا من الإسمنت والهیدروجیل یحاکی هیکل سیقان النباتات. ولا تتمیّز هذه الماده بالقوه، مثل الخرسانه العادیه، فحسب، بل یمکنها أیضا تولید الطاقه.

ووصل معامل "زیبک" (مقیاس قدره الماده على تحویل الحراره إلى کهرباء) فیها إلى -40.5 مللیفولت/کلفن، وهو ما یفوق المواد الإسمنتیه الأخرى بعشر مرات. کما بلغ مؤشر الجوده (ZT) 6.6×10⁻²، أی أعلى بست مرات من الأرقام القیاسیه السابقه.
وناقش العلماء والمهندسون فی مؤتمر "SynBioBeta 2025" کیف یمکن للمواد الجدیده أن تُسهم فی تقلیل الانبعاثات الناتجه عن إنتاج الخرسانه، بصفتها إحدى أکثر الصناعات تلویثا للبیئه. وقد طرحوا خلال المؤتمر نوعا مبتکرا من الإسمنت قادرا على تحویل الحراره إلى طاقه کهربائیه، مما یُمهد الطریق لإنشاء مبانی قادره على تزوید نفسها بالطاقه. ویمکن لهذه الماده أن تُحدث ثوره فی مجال البناء، وتُسهم فی جعل المدن أکثر نظافه.
أوضح الباحثون أن "الاختلاف فی معدل انتشار الأیونات الموجبه والسالبه فی المحلول المسامی للإسمنت یمنحه خصائصَ کهروحراریه. ویقیس معامل "زیبک" عدد الفولتات الناتجه عند تسخین الماده بدرجه واحده. وإذا کان أحد جانبی الجدار أکثرَ دفئا من الآخر، فإن هذا الإسمنت یولّد تیارا کهربائیا مثل بطاریه صغیره. وبالإضافه إلى ذلک، تتمیز هذه الماده بأنها لا تنتج الکهرباء فحسب، بل وتخزن الحرار أیضا دون إهدار لها."

"إنترنت الطبیعه".. اکتشاف علمی لشبکه خفیه تتحکم فی النظم الحیویه
یوصل الإسمنت العادی التیار قلیلا بفضل الأیونات (جسیمات مشحونه)، لکنها تتحرک ببطء بسبب بنیته الکثیفه. وأضاف العلماء إلیه طبقات من الهیدروجیل، وهی ماده ناعمه تشبه الجیلاتین تُصنع من بولی فینیل الکحول (PVA)، حیث تعمل هذه الطبقات کطرق سریعه لأیونات الهیدروکسید (OH⁻) الحامله للشحنه. بینما تعلق أیونات الکالسیوم (Ca²⁺) على حدود الإسمنت والهیدروجیل، مما یخلق فرقا فی الحرکه یعزز التیار الکهربائی، کما لو کان أحد الفریقین فی قارب یجدف أسرع من الآخر.
ولا ینتج هذا المرکب الطاقه فحسب، بل ویخزنها مثل بطاریه مدمجه مباشره فی الجدار.
وتسمح هذه الماده -حسب العلماء- بتطویر رصیف یُضیء المصابیح، أو جسر یزود أجهزه استشعار تراقب التشققات بالطاقه، دون الحاجه إلى أسلاک أو بطاریات کهربائیه. وتستفید الماده من فرق درجات الحراره بین الجدار المشمس والقبو البارد مثلا لتولید تیار کهربائی.
المصدر: Naukatv.ru