مشروع ألماني ينجح في إنتاج مواد بناء من البول

واستخدم فريق البحث بقيادة البروفيسور لوسيو بلانديني، رئيس معهد الهياكل خفيفة الوزن والتصميم المفاهيمي (ILEK) بجامعة شتوتغارت، تقنية التمعدن الحيوي الميكروبي التي تعتمد على تحويل اليوريا الموجودة في البول إلى بلورات كربونات الكالسيوم عبر تفاعل بكتيري.
وتقوم البلورات الناتجة بربط حبيبات الرمل معا، مكوّنة مادة متينة تشبه الحجر الرملي، تُستخدم في تشكيل عناصر بناء مختلفة. وهذا الابتكار جاء ضمن مشروع يحمل اسم SimBioZe، ويهدف إلى استغلال البول كمورد غير مستغل وتحويله إلى جزء من سلسلة قيمة دائرية تشمل "مياه الصرف الصحي – الخرسانة الحيوية – الأسمدة".
ويأتي هذا المشروع في وقت يبحث فيه العالم عن بدائل للإسمنت، المكوّن الرئيسي للخرسانة، الذي يُنتج بنحو 4 مليارات طن سنويا، ويساهم في انبعاثات ضخمة نتيجة الحاجة لتسخين الحجر الجيري إلى درجات حرارة مرتفعة.
وعلى عكس ذلك، يتم إنتاج الخرسانة الحيوية بطاقة أقل وبانبعاثات محدودة، ما يجعلها خيارا واعدا في ظل التحديات المناخية.
إقرأ المزيد روسيا تطور مواد بناء صديقة للبيئة
وأوضحت الباحثة مايا سميرنوفا، من معهد ILEK، أن العملية تبدأ بخلط البكتيريا مع الرمل داخل قالب، ثم يُغسل المزيج بالبول المعزز بالكالسيوم على مدى 3 أيام. يؤدي ذلك إلى تحلل اليوريا ونمو بلورات كربونات الكالسيوم، ما يُنتج في النهاية مادة صلبة تشبه كيميائيا الحجر الرملي الجيري.
وتفاوتت قوة الخرسانة الحيوية المنتجة حسب نوع البول المستخدم. إذ بلغت أكثر من 50 ميغا باسكال عند استخدام محلول يحتوي على يوريا عالية الجودة، مقارنة بـ20 ميغا باسكال باستخدام بول اصطناعي (يسمح بالتحكم الدقيق في مكوناته مثل تركيز اليوريا، ما يسهل دراسة تأثيرها على التفاعلات الحيوية، مثل تلك المستخدمة في إنتاج الخرسانة الحيوية)، و5 ميغا باسكال فقط مع البول البشري الحقيقي، بسبب انخفاض النشاط البكتيري أثناء المعالجة.
ويطمح الفريق لرفع قوة الخرسانة الحيوية إلى 30–40 ميغا باسكال، وهي كافية لبناء منشآت يصل ارتفاعها إلى 3 طوابق.
كما يخطط العلماء لبناء منشأة تجريبية في مطار شتوتغارت لمعالجة البول المجمّع من المرافق العامة، وتحويله إلى مواد بناء وأسمدة، ما يجسّد مفهوم البنية التحتية الدائرية.
وبدعم من وزارة العلوم والبحث والفنون في ولاية بادن-فورتمبيرغ، انتقل المشروع إلى مرحلته الثانية بتمويل جديد يستمر لثلاث سنوات، يركّز على تحسين الكفاءة البكتيرية وجودة الإنتاج.
وحاليا، يجري الفريق اختبارات لتقييم متانة الخرسانة الحيوية تحت ظروف التجمّد والذوبان، استعدادا لاستخدامها في تطبيقات خارجية.
نشرت نتائج الدراسة في مجلة npj Materials Sustainability.
المصدر: interesting engineering

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

روسيا اليوم

منذ يوم واحد

• روسيا اليوم

كم عدد الخطوات اليومية اللازمة لتقليل خطر الإصابة بالسرطان؟

ووفقا لدراسة أجرتها جامعة "أكسفورد" البريطانية، تمت مراقبة أكثر من 85000 من سكان بريطانيا لمدة ست سنوات باستخدام أجهزة تتبع النشاط. وكشفت الدراسة عن قانون واضح، وهو: كلما زاد عدد الخطوات اليومية، قلّت فرصة الإصابة بالسرطان بغض النظر عن سرعة المشي. وتبدأ التغييرات الإيجابية الأولى في الصحة بعد تحقيق 5000 خطوة يوميا، بينما تظهر تأثيرات ملحوظة عند بلوغ 7000 خطوة، ووفقا للدراسة، فإن المشي بهذا العدد من الخطوات يقلل خطر الإصابة بالسرطان بنسبة 11%، كما ذكرت صحيفة "ديلي ميل". وعند بلوغ 9000 خطوة يوميا ينخفض الخطر إلى 16%، لكن الخبراء لم يلاحظوا أي فوائد إضافية في تجاوز هذا العدد من الخطوات. وليس كثافة الخطوات هي الأهم، بل إجمالي عددها. كما أن استبدال الوقت الذي تقضيه جالسا بأي نشاط بدني يُقلل أيضا من خطر الإصابة بالسرطان. وشملت الدراسة خطر الإصابة بـ13 نوعا من السرطان، وكانت أكثر الانخفاضات وضوحا في خطر الإصابة بسرطان المعدة والمثانة والكبد وبطانة الرحم والرئة والرأس والعنق. رغم أن العلاقة المعقدة بين النشاط البدني والسرطان تتطلب مزيدا من الدراسات طويلة المدى، إلا أن التوصيات الحالية واضحة: "قلل من الجلوس، وزد من حركتك"، وقد تكون هذه الاستراتيجية أساسية للوقاية من السرطان. المصدر: عددت الطبيبة الروسية وأخصائية علوم الشيخوخة أولغا تكاتشيفا بعض النصائح التي تساعد على العيش لمدة أطول وتحافظ على الصحة في سن الشيخوخة.

روسيا اليوم

منذ يوم واحد

• روسيا اليوم

تمارين رياضية قد تحد من خطر الإصابة بسرطان البروستات

وعلى الرغم من عدم وجود دليل قاطع يمنع الإصابة تماما، تؤكد مؤسسة سرطان البروستات في المملكة المتحدة أن النشاط البدني المنتظم قد يقلل من خطر الإصابة، خاصة بسرطان البروستات العدواني والمتقدم. وتتضمن التمارين المناسبة "ممارسة 150 دقيقة أسبوعيا من التمارين الرياضية متوسطة الشدة، مثل المشي السريع أو ركوب الدراجات أو حتى البستنة، مع التدرج في المدة للمبتدئين". أما الأشخاص النشطون، فيُنصحون بـ75 دقيقة أسبوعيا من التمارين عالية الشدة، كالجري أو السباحة. كما تساعد تمارين تقوية العضلات، سواء باستخدام الأثقال أو الأنشطة اليومية مثل حمل الحقائب الثقيلة، في تقليل المخاطر. وتوصي مؤسسة سرطان البروستات باستشارة الطبيب قبل بدء أي برنامج رياضي جديد، خاصة لمن يعانون أمراضا مزمنة مثل أمراض القلب أو الرئة أو مشاكل المفاصل. يرتبط خطر الإصابة بسرطان البروستات بعوامل مختلفة تشمل: العمر والتاريخ العائلي والعرق. ويبدأ الخطر بالارتفاع بعد سن 50 عاما، وينخفض العمر إلى 45 عاما في حال وجود عوامل إضافية مثل البشرة السوداء أو وجود أقارب مصابين. وتدعو جمعية سرطان البروستات في المملكة المتحدة إلى مراجعة الطبيب في حال وجود عوامل خطر أو ظهور أعراض، لإجراء التقييمات والفحوصات اللازمة للكشف المبكر عن المرض. المصدر: ميرورأفادت صحيفة "نيويورك تايمز" الأمريكية، بأن متحدث باسم الرئيس الأمريكي السابق جو بايدن أكد تشخيص إصابته بنوع خبيث من سرطان البروستات. كشف باحثون عن علاقة غامضة بين مرض السكري وسرطان البروستات، حيث يلعب بروتين (معروف بدوره في تنظيم سكر الدم)، دورا حاسما في نمو خلايا سرطان البروستات. كشفت خبيرة التغذية، شونا ويلكينسون عن الأطعمة التي يجب على الرجال تناولها بتركيز أكبر، وتلك الواجب تجنبها للمساعدة في مكافحة سرطان البروستات. اكتشف باحثو جامعة أيوا الأمريكية وجود صلة بين أدوية البروستات الشائعة وانخفاض خطر الإصابة بالخرف الناتج عن أجسام ليوي (DLB).

روسيا اليوم

منذ يوم واحد

• روسيا اليوم

اكتشاف سر نشأة اللغة لدى أسلاف البشر

واتضح أن نظام الاتصال المعقد نشأ منذ حوالي سبعة ملايين عام عند السلف المشترك للبشر الحديثين والشمبانزي. ويغير هذا الاستنتاج جذريا المفاهيم حول التطور النطقي ويوسع آفاق البحث في القدرات الفكرية للرئيسيات. ولفتت الحزمة المقوسة (Arcuate Fasciculus, AF) انتباه العلماء بشكل خاص، وهي حزمة من الألياف العصبية تربط بين مناطق اللغة في الدماغ. وتربط هذه الحزمة لدى البشر المناطق الصدغية والجبهية، مما يوفر الوظيفة النطقية المعقدة. وأصبح من المعروف الآن وجود هيكل مماثل لدى الشمبانزي، وإن كان أقل تطورا. بالإضافة إلى ذلك، وجد العلماء أن الحزمة المقوسة عند الشمبانزي تتفاعل مع التلفيف الصدغي الأوسط، وهو ما كان يُنسب سابقا إلى البشر فقط. واستخدم الباحثون من معهد "ماكس بلانك" الألماني للعلوم الإدراكية وعلوم الدماغ التصوير بالرنين المغناطيسي عالي الدقة لتحليل أدمغة 20 شمبانزي، شملت حيوانات من حدائق الحيوان وأخرى برية نفقَت بشكل طبيعي في غابات إفريقيا. وقال ألفريد أنواندر المؤلف الرئيسي للدراسة: "تمكَّنَا من تصوير المسار التفصيلي للألياف العصبية بين مناطق الدماغ المختلفة بدقة غير مسبوقة". وكشفت النتائج وجود اتصال واضح بين الحزمة المقوسة والتلفيف الصدغي الأوسط في كل دماغ تم فحصه، وهو اكتشاف يُناقض الافتراضات السابقة بأن هياكل اللغة الدماغية تطورت حصريا عند البشر. وأوضحت أنجيلا دي فريديريتشي مديرة قسم علم النفس العصبي والمشاركة في الدراسة: "كان يُعتقد سابقا أن البنى التشريحية الداعمة للغة ظهرت لدى البشر فقط. لكن نتائجنا تُغيِّر جذريا فهمنا لأصل اللغة والإدراك في سياق التطور". وأثبتت الدراسة أن الأساس العصبي للتواصل المعقّد كان موجودا بالفعل لدى السلف المشترك للإنسان والشمبانزي قبل نحو 7 ملايين سنة. ورغم أن هذه الوصلة العصبية لا تدعم لغة معقدة كتلك البشرية لدى الشمبانزي، إلا أنها ربما شكَّلت اللبنة الأولى لتطور الكلام البشري. المصدر: سجّل فريق من الباحثين، لأول مرة، لقطات توثق تناول قرود شمبانزي برية لفاكهة مخمّرة تحتوي على الكحول، في سلوك غير معتاد أثار الاهتمام حول أسبابه ودلالاته التطورية والاجتماعية. توصل فريق بحثي إلى أن قرود الشمبانزي تمتلك فهما متقدما للخصائص الفيزيائية والهندسية للمواد المستخدمة في حياتها اليومية، وتستطيع اختيار المواد المناسبة لصناعة أدوات بدائية.