מלט ידידותי לסביבה

בעתיד הקרוב, צפוי כי מגוון נרחב של חומרים מרוכבים יהיו חזקים, קלי-משקל, זולים ו”ירוקים” יותר, זאת בזכות המצאה חדשה – טכנולוגיה חסכונית באנרגיה המאפשרת ניצול של תגובות המתרחשות בטמפרטורות נמוכות

[תרגום מאת ד”ר נחמני משה]

Richard E. Riman focuses on making ceramic materials under sustainable conditions.

לפני תשע שנים פרופסור ריצ’ארד רימן (Richard E. Riman) במחלקה למדעי החומרים באוניברסיטת ראטגרס המציא טכנולוגיה חסכונית באנרגיה המאפשרת ניצול של תגובות המתרחשות בטמפרטורות נמוכות בתווך מימי. כתוצאה מפיתוח זה, הוא והחוקרים בצוותו יכולים לבצע כיום תגובות כימיות שבעבר היו מחייבות שימוש בטמפרטורות גבוהות מאוד.

עד כה, הטכנולוגיה המהפכנית שימשה להכנתם של יותר משלושים סוגים שונים של חומרים, ביניהם מלט המסוגל לאגור בתוכו פחמן דו-חמצני שהוא גז החממה העיקרי הגורם להתחממות עולמית. חומרים אחרים כוללים מספר קבוצות של חומרים מרוכבים הכוללים בתוכם מגוון נרחב של מתכות, פולימרים ורכיבים קרמיים שפעילותם עשויה להיות דומה לזו של עץ, עצמות, קונכיות ואפילו פלדה. אפשרות מבטיחה במיוחד הגלומה בהמצאה היא היכולת לפתח חומרים קלי משקל לתעשיית הרכבים. החומרים הללו יוכלו לשמש עבור ייצור מנועים, שלדות וחלקי רכב פנימיים וחיצוניים. חומרים אחרים יוכלו לבצע פונקציות אלקטרוניות, אופטיות ומגנטיות מתקדמות וחדשניות שתוכלנה להחליף את הפונקציות המכאניות הקיימות כיום.

החוקרים מתמקדים כעת בהכנת חומרים קרמיים ברי-קיימא, כלומר – חומרים שהוכנו בהשקעה של אנרגיה מועטה ובעלי טביעת רגל נמוכה של פחמן דו-חמצני. הטכנולוגיה החדשנית, המוגנת כפטנט, מאפשרת יצירת קשרים כימיים בין חומרים שונים בטמפרטורות נמוכות ומכונה בשם “reactive hydrothermal liquid-phase densification”. ממצאי המחקר פורסמו זה מכבר בכתב העת המדעיJournal of the American Ceramic Society.

“באופן רגיל, התגובות שלנו להכנת חומרים מרוכבים לא מתרחשות בטמפרטורה העולה על 240 מעלות צלזיוס, וברבים מהתהליכים שניסינו, הטמפרטורה נמוכה עד כדי טמפרטורת החדר”. החוקר הראשי מסביר כיצד הוא הגיע לפיתוח החדשני: “בחנתי כיצד רכיכות יוצרות שכבות מגן קרמיות בטמפרטורה נמוכה, שכבות כגון גבישי פחמה, ומתצפיות אלו הגיתי את הרעיון לשכפל את המנגנון הזה במעבדה שלי”. החוקר הגה את הרעיון שלו כבר לפני עשורים, אולם הוא לא חשף את הטכנולוגיה שלו עד אשר ההתחממות העולמית הפכה לבעיה רצינית.

“כאשר לחוקרים היה חשוב להתמקד בפיתוחן של טכנולוגיות “ירוקות” (ידידותיות לסביבה) על מנת לטפל בבעיית הפליטות של פחמן בעולם, החלטתי שהגיע העת למסחר ולחשוף את הטכנולוגיה שלי”. בעקבות כך, הוא ייסד את חברת ההזנק Solidia Technologies בע”מ בניו-ג’רזי בשנת 2008. החברה עצמה משווקת מלט מתקדם וידידותי לסביבה לתעשיית הבנייה. “בשלב הראשון רצינו להוכיח כי ניתן לייצר חומר שעלותו זהה לעלותו של מלט מסוג צמנט פורטלנד”. הצלחנו לפתח טכנולוגיית תהליך המאפשרת ליישם את הטכנולוגיה שלנו ישירות בקווי הייצור הקיימים בתעשיית המלט מבלי להשקיע הוצאות כספיות”.

החברה מייצרת מלט בעל חוזק ויציבות מעולים המאפשר הפחתה של טביעת הרגל של הפחמן בעד 70 אחוזים. המוצרים של החברה המבוססים על רכיבי המלט כוללים בין היתר רעפים, בלוקים ורכיבי בנייה אחרים. חברת ההזנק השנייה שהחוקר ייסד, RRTC בע”מ, מפתחת חומרים מרוכבים מתקדמים לשימוש מגוונים, בין היתר בענפי האלקטרוניקה, האופטיקה, החומרים המגנטיים, הביו-רפואה, הביו-טכנולוגיה, התרופות, החקלאות, האלקטרוכימיה, הייצור והאחסון של אנרגיה, התעופה, הרכב, המיגון, הבדים וכדומה.

תקציר המאמר

הידיעה על המחקר