طوبة بناء جديدة من مرشحات السجائر

TT

طوبة بناء جديدة من مرشحات السجائر

ما العلاقة بين مرشحات السجائر وطوب البناء؟ ربما لا تبدو هناك أي علاقة، لكن فريقاً بحثياً من الجامعة البريطانية بمصر يضم ماريان نبيل ورانيا رشدي، المدرستين بقسم الهندسة المعمارية، مع المهندس كريم جلال، كان له رأي مختلف من خلال استخدام مرشحات السجائر في طوب البناء.
وتشكل مرشحات السجائر (الفلتر) واحدة من أشكال النفايات الرئيسية في العالم؛ حيث ينتج من تريليونات السجائر المنتجة كل عام، كمٌّ كبير جداً من الفلاتر، وهي مشكلة يبدو أثرها البيئي واضحاً في شوارع مصر، بسبب إنتاج سنوي يقدر بقرابة 90 مليار سيجارة سنوياً.
ولا يوجد أي فرصة لإعادة تدوير هذه الفلاتر؛ لأن من الصعب ضمان تحطيم المواد الكيميائية المحاصرة داخلها؛ لذلك كانت الطريقة الأنسب لإيجاد استخدام لها هو وضعها ضمن خلطة طوب البناء.
وخلال دراسة نُشرت في دورية «معالجة المخلفات لأغراض البيئة والتنمية»، خلال شهر أكتوبر (تشرين الأول) الماضي، أعلن الفريق البحثي عن تفاصيل تجربته، والتي تتضمن إنتاج عينتين من الطوب الطيني المحروق مع مرشحات السجائر بنسبة 5 في المائة و10 في المائة.
وقام الفريق البحثي في البداية بالاتفاق مع أحد المقاهي على أن يطلب من عملائه توفير مرشحات السيجارة المستعملة بدلاً من التخلص منها في القمامة، تم بعد ذلك جمع المرشحات ونقعها في ماء بارد لتسهيل إزالة ورق تغليف السدادة وترك المرشحات فقط، ثم تم وضع المرشحات في الفرن عند 100 درجة مئوية لمدة 24 ساعة لتطهيرها، وعند إخراجها من الفرن يتم غلقها في أكياس بلاستيكية.
بعد ذلك، تم جمع التربة المطلوبة التي سيتم استخدامها في إنتاج الطوب من أحد مصانع الطوب، وكانت نسبة الرمل إلى الطين بها (1: 3)، وتم تخميرها بواسطة إضافة كمية قليلة من الماء لمدة يومين لتكون جاهزة للاستخدام.
جاءت بعد ذلك، الخطوة الثالثة التي تضمنت خلط مرشحات السجائر مع التربة في عينتين، عينة منهما كانت نسبة الخلط 5 في المائة من مرشحات السجائر، والأخرى 10 في المائة، وكان الماء يضاف لزيادة اللدونة أثناء الخلط، وتم وضع الخليط في القوالب الخشبية التي سيأخذ الطوب شكلها.
تم ترك الطوب بعد ذلك ليجف في الشمس لمدة ثلاثة أيام، ثم تم استخدام الفرن عند درجة حرارة 950 درجة مئوية لمدة 24 ساعة لحرقه، وتُرك بعدها لمدة يوم من أجل التبريد.
اختبرت خواص الطوب الطيني المحروق في أحد المكاتب الاستشارية الهندسة، حيث غطت الاختبارات معايير الكثافة الجافة، معدل امتصاص الماء وقوة الضغط، وكانت النتائج تشير إلى أن الطوبة المنتجة جيدة من حيث الاستخدام في الجدران غير الحاملة، وكانت العينة التي تتضمن إضافة 5 في المائة من المرشحات أفضل من الـ10 في المائة، التي ظهرت بها بعض التشققات في سطح الطوبة.
وعن إمكانية الانتقال بهذه الفكرة للتطبيق العملي تقول الدكتورة ماريان نبيل لـ«الشرق الأوسط»، «هناك صعوبة عملية في توفير مرشحات السجائر للإنتاج التجاري للطوبة، بسبب عدم وجود ثقافة فصل المخلفات في المنازل والمؤسسات بالعالم العربي، لكن على الأقل أثبتنا في بحثنا أنه متى توافرت هذه الثقافة، أو وجد أحد المستثمرين طريقة اقتصادية لتجميع هذه الفلاتر، فإن استخدامها ممكناً».



حشرات روبوتية لتلقيح المحاصيل الزراعية

الروبوت الجديد يزن أقل من مشبك الورق (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)
الروبوت الجديد يزن أقل من مشبك الورق (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)
TT

حشرات روبوتية لتلقيح المحاصيل الزراعية

الروبوت الجديد يزن أقل من مشبك الورق (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)
الروبوت الجديد يزن أقل من مشبك الورق (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)

طوّر باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في الولايات المتحدة روبوتات صغيرة بحجم الحشرات، قادرة على الطيران لفترات طويلة، مما يمهد الطريق لاستخدامها في التلقيح الميكانيكي للمحاصيل.

وأوضح الباحثون أن هذه الابتكارات تهدف إلى مساعدة المزارعين في مزارع متعددة المستويات، مما يعزز الإنتاجية ويقلل من الأثر البيئي للزراعة التقليدية، ونُشرت النتائج، الأربعاء، في دورية (Science Robotics).

ويُعد تلقيح المحاصيل عملية أساسية لضمان إنتاج الفواكه والخضراوات، ويعتمد عادةً على الحشرات الطبيعية مثل النحل. إلا أن التغيرات البيئية واستخدام المبيدات أدّيا إلى تراجع أعداد النحل بشكل ملحوظ؛ مما يبرز الحاجة إلى حلول مبتكرة.

في هذا السياق، يشير الفريق إلى أن الروبوتات الطائرة يمكن أن تأتي بديلاً واعداً، حيث يمكنها محاكاة وظائف النحل بدقة وسرعة في تلقيح النباتات بفضل تقنيات متقدمة تشمل الأجنحة المرنة والمحركات الاصطناعية، تمكّن هذه الروبوتات من أداء مناورات معقدة والطيران لفترات طويلة.

وأوضح الفريق أن الروبوت الجديد يزن أقل من مشبك الورق، ويتميز بقدرته على الطيران لمدة 17 دقيقة، وهو رقم قياسي يزيد بمائة مرة عن التصاميم السابقة. كما يمكنه الطيران بسرعة تصل إلى 35 سم/ثانية، وأداء مناورات هوائية مثل الدوران المزدوج في الهواء.

ويتكون الروبوت من أربع وحدات بأجنحة مستقلة، مما يحسن من قوة الرفع ويقلل الإجهاد الميكانيكي. ويتيح التصميم مساحة لإضافة بطاريات وأجهزة استشعار صغيرة مستقبلاً، ما يعزز إمكانيات الروبوت للاستخدام خارج المختبر.

وأشار الباحثون إلى أن العضلات الاصطناعية التي تحرك أجنحة الروبوت صُنعت باستخدام مواد مرنة مدعومة بالكربون النانوي، الأمر الذي يمنحها كفاءة أكبر. كما تم تطوير مفصل جناح طويل يقلل الإجهاد في أثناء الحركة، باستخدام تقنية تصنيع دقيقة تعتمد على القطع بالليزر.

ونوّه الفريق بأن هذه الروبوتات تُعَد خطوة كبيرة نحو تعويض نقص الملقحات الطبيعية مثل النحل، خصوصاً في ظل التراجع العالمي في أعدادها.

ويأمل الباحثون في تحسين دقة الروبوتات لتتمكن من الهبوط على الأزهار والتقاط الرحيق، إلى جانب تطوير بطاريات وأجهزة استشعار تجعلها قادرة على الطيران في البيئة الخارجية.

كما يعمل الباحثون على إطالة مدة طيران الروبوتات لتتجاوز ساعتين ونصف ساعة؛ لتعزيز استخدامها في التطبيقات الزراعية وتحقيق الزراعة المستدامة.