مصالح ساختمانی هوشمند برای شهرها

با به کارگیری فن آوری های پیشین و نیز ابتکار مهندسان سوئدی، می توان نسل نوینی از مصالح را به وجود آورد. مصالح جدید قادرند به هنگام قرارگیری در معرض نور خورشید یا باران، آلودگی ها را بشویند و در خود حل کنند.

با به کارگیری فن آوری های پیشین و نیز ابتکار مهندسان سوئدی، می توان نسل نوینی از مصالح را به وجود آورد. مصالح جدید قادرند به هنگام قرارگیری در معرض نور خورشید یا باران، آلودگی ها را بشویند و در خود حل کنند
شکوفایی جمعیت و روند شهری شدن پس از انقلاب صنعتی، هجومی از انواع آلاینده ها و مواد سمی خطرناک را برای شهرنشینان سراسر جهان به همراه آورده است و از این رو، دانشمندان همواره در پی یافتن راهکارهای جدید، از اختراع و تولید مبدل های کاتالیستی گرفته تا به کارگیری سوخت های جانشین، برای کاهش انتشار آلاینده ها توام با ایجاد شرایط بهتر برای زندگی جوامع ساکن در شهرهای بزرگ بوده اند.
در این میان، تازه ترین اختراع دنیای علم را دانشمندان سوئدی و فنلاندی به جهان معرفی کرده اند؛ به طوری که اینک پس از سالها توجه به یافتن راهکارهای جدید مرتبط با موتورها و لوله های اگزوز، پژوهشگران ایده جدیدی را در این زمینه مطرح کرده اند. آنها بتازگی موفق به تولید مصالح ساختمانی هوشمند و شگفت انگیزی شده اند که پس از قرارگیری در ساختار خانه ها و ساختمان های شهری، قادرند به میزان قابل توجهی از آلودگی عظیم شهرها بکاهند. دیوارهای هوشمندبه گزارش خبرگزاری آسوشیتدپرس از استکهلم، دانشمندان سوئدی همراه با پژوهشگران فنلاندی، مواد و مصالح ساختمانی هوشمندی تولید کرده اند که می تواند به پاکیزگی شهرهای بزرگ و کاهش آلودگی هوا در آنها کمک کند. بر اساس این گزارش، پیش از این نیز مواد خود پاک شونده ای برای ساخت پنجره ها و دیوار حمام ها ساخته شده بود و اینک با به کارگیری فن آوری های پیشین و نیز ابتکار جدید مهندسان سوئدی، می توان نسل نوینی از مصالح و ساختارهای شهری را بویژه در کلانشهرهای آلوده به وجود آورد. به گفته دانشمندان سوئدی، مصالح ساختمانی جدید قادرند به هنگام قرارگیری در معرض نور خورشید یا باران، آلودگی ها را بشویند و در خود حل کنند. کارین پترسون ، سخنگوی شرکت ساختمانی بزرگ سوئد موسوم به شرکت اسکانسکا ، می گوید: در آغاز، به دنبال ساخت دیوارهای سیمانی ویژه ای بودیم که آلاینده های خروجی از اگزوز خودروها را بویژه در داخل تونل ها که انبوهی از مواد آلاینده در آنجا متمرکز می شود، از میان بردارد و سپس مشاهده کردیم که محصول تولید شده را می توان افزون بر اهداف اولیه، در ساختار انواع ساختمان ها و بناهای شهری نیز به کار گرفت و از ویژگی های منحصر به فرد آنها در پاکیزه سازی محیط استفاده کردمهندسان و محققان شرکت اسکانسا که دفتر مرکزی آن در شهر استکهلم، پایتخت سوئد قرار دارد، فعالیت پژوهشی اخیر خود را در چارچوب بخشی از یک پروژه سوئدی- فنلاندی به ارزش یک میلیون و ۷۰۰ هزار دلار انجام داده اند. این پروژه به منظور تولید سیمان کاتالیستی و ترکیبات بتونی جدید با پوشش اکسید تیتانیوم برای پوشش و نمای ساختمان ها طراحی و اجرا شد. اکسید تیتانیوم ترکیب شیمیایی ویژه ای است که اغلب در رنگ های سفید و خمیردندان ها مورد استفاده قرار می گیرد. به گفته شیمیدان ها، این ماده دارای خواص و ویژگی های منحصر به فردی است؛ به طوری که به هنگام قرارگیری در معرض اشعه ماورای بنفش نور خورشید، به یک ماده بشدت فعال و واکنش پذیر تبدیل می شود. پژوهشگران سوئدی تصریح می کنند که این ویژگی اکسید تیتانیوم سبب می شود تابش اشعه ماورای بنفش به آن، موجب ایجاد یک واکنش کاتالیتیک شود که نتیجه این روند، تخریب مولکول های انواع آلاینده ها از جمله اکسیدهای نیتروژن خواهد بود. گفتنـــــی است اکسیدهای نیتروژن در فرآیند احتراق سوخت های فسیلی منتشر می شوند و به هنگام ترکیب شدن با برخی ترکیبات آلی فرار موجود در هوا، دود- مه خطرناکی را در شهرها به وجود می آورند. کارشناسان بهداشتی همواره هشدار می دهند قرارگرفتن در معرض غلظت بالایی از اکسیدهای نیتروژن، مشکلات تنفسی بسیار خطرناک و حادی را برای شهروندان ایجاد می کند، البته بررسی ها نشان داده است که این آلاینده ها به راحتی و با بارش یک باران، از هوا حذف می شوند. ساختمان های پاک و درخشانبه گزارش خبرگزاری آسوشیتدپرس، واکنش کاتالیتیک ایجاد شده در مصالح ساختمانی جدید خواص مهم دیگری نیز دارد؛ به طوری که واکنش پذیر شدن و فعالیت شیمیایی شدید این مواد در مجاورت اشعه ماورای بنفش، می تواند از چسبیدن باکتری ها و کثیفی ها بر روی دیوار ها و ساختمان ها جلوگیری کند و سبب می شود تا این آلودگی ها با بارش یک باران، به آسانی از روی دیوارها شسته و پاک شوند. بو- اریک اریکسون ، رئیس بخش تحقیقات شرکت سمنتا که گوشه ای دیگر از اجرای این پروژه را به عهده داشته است، می گوید: محصولات جانبی به وجود آمده، در پی وقوع این واکنش شیمیایی که فرآیند فتوکاتالیز نام دارد، بی خطر هستند. وی می افزاید: در واقع نوع محصولات جانبی ایجاد شده در جریان این واکنش، بستگی به نوع ترکیباتی دارد که در جریان آن وارد شده و در واکنش شرکت دارند؛ به طوری که مولکول های کربن دار ترکیبات آلی درگیر در این واکنش به دی اکسید کربن و آب تبدیل می شوند، در حالی که از مولکول های انواع اکسیدهای نیتروژن، سرانجام نمک های نیتراته بر جای خواهد ماند. این گزارش می افزاید که پیشبرد تحقیقات اخیر در این حوزه، به لطف ظهورانقلاب نانوتکنولوژیکی در شاخه های گوناگون علوم امکانپذیر شده است، به گونه ای که اینک مهندسان و شیمیدان ها در سطوح مولکولی به دستکاری و تغییر ترکیبات مصالح ساختمانی می پردازند تا بتوانند خواص و ویژگی های مطلوب و مورد نظر خود را در این دسته از مواد به وجود آورند. به گفته دانشمندان، به کارگیری موادی مانند اکسیدتیتانیوم در ساختار مصالح ساختمانی، فقط زمانی به نتیجه مطلوب خواهد انجامید که لایه بسیار نازکی از آن را به عنوان پوشش مصالح، مورد استفاده قرار دهند و در واقع دستیابی به این هدف، در مقیاس میکروسکوپی باید به اجرا درآید. تولید گسترده و انبوه مصالح خودپاک شونده و استفاده گسترده از آنها در ساختار ساختمان ها و پنجره ها در مناطق گوناگون، سبب می شود که از این پس بتوانیم در شهرهایی زندگی کنیم که از نما و سیمای بسیار تمیز، پاکیزه و درخشانی برخوردارند و نیازی به تمیز کردن نمای دیوارها و پنجره ها به طور دوره ای وجود نخواهد داشت. گزارش آسوشیتدپرس می افزاید که تاکنون، چندین ساختمان مدرن از جمله مارونوچی بیلدینگ در توکیوی ژاپن از اکسید تیتانیوم و آجرهای فتوکاتالیک پوشیده شده اند تا نقش مهم و برجسته خود را در پاکیزگی شهری و کاهش آلاینده های پایتخت ژاپن ایفا کنند. مهندسان سوئدی تاکید می کنند که جلوگیری از تغییر رنگ و شفافیت نما و ظاهر ساختمان ها که در اثر وقوع واکنش های شیمیایی گوناگون میان انواع آلاینده ها و سطح مصالح ساختمانی صورت می گیرد، از دیگر ویژگی ها و فوایدی به شمار می رود که استفاده از این مواد جدید در پی خواهد داشت. همچنین پژوهشگران برای آزمایش ترکیبات جدید خود، ۷۵ هزار متر مربع از سطح خیابان های اطراف شهر میلان ایتالیا را با سیمان فتوکاتالیک پوشانده اند که نتیجه این آزمایش ها بسیار موفقیت آمیز بوده است. به گفته آنان، در نتیجه انجام این آزمایش در حومه شهر میلان، سطح اکسید نیتروژن تا بیش از ۶۰ درصد کاهش یافته است که البته این امر تا اندازه ای نیز به شرایط آب و هوایی منطقه بستگی دارد. همچنین انجام تجربه مشابهی در فرانسه، سبب کاهش غلظت اکسید نیتروژن به میزان ۲۰ تا ۶۰ درصد بر سطوح دیوارهای مجهز به سیمان فتوکاتالیک در مقایسه با دیوارهای حاوی مصالح معمولی شده است. بر اساس این گزارش، ارائه نتایج بسیار درخشان و قابل توجه در این زمینه، سرانجام اتحادیه اروپا را برای سرمایه گذاری در این عرصه تشویق کرد و این اتحادیه در سال میلادی گذشته، مبلغ ۲ میلیارد و ۲۷۰ میلیون دلار را برای پیشبرد پروژه تولید مصالح ساختمانی هوشمند به منظور کاهش غلظت اکسیدهای نیتروژن و مواد سمی دیگری همچون بنزن در شهرها اختصاص داد.

منبع : انجمن مهندسی عمران