اهمیت مواد پیشرفته در توسعه شهرهای هوشمند و کمک به رشد آن‌ها و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از جمله مونوکسیدکربن در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته است .
نوآوری و توسعه مواد پیشرفته این پتانسیل را دارد که بتواند روش ساخت شهرهای آینده‌ی ما را متحول کند و آن‌ها را سبزتر و هوشمندتر کند .
ساخت و ساز ، به صنایع به اصطلاح بنیادی مرتبط است و بخش‌های شیشه ، سیمان ، سرامیکها ، فلزات ، کاغذ و مواد شیمیایی بالک را در بر می‌گیرد . فرآیندهای تولید مواد و محصولات مورد نیاز صنعت ساخت و ساز ، هر ساله مقادیر بالایی از گازهای گلخانه‌ای از جمله مونوکسید کربن را در محیط زیست منتشر می‌کند .
اهمیت مواد پیشرفته در توسعه شهرهای هوشمند و کاهش انتشار کربن
نوآوری و توسعه مواد جدید به طراحان ، توسعه دهندگان و سازندگان شهر کمک خواهد کرد تا از پایه و اساس ، دنیایی با کربن صفر درصد بسازند .
نقش مواد پیشرفته در کاهش انتشار کربن از بتن
یک روش واضح برای کاهش انتشار کربن در بتن ، قرار دادن گرافن در آن است . طبق گزارش چتم هاوس ( Chatham House ) ، موسسه سلطنتی روابط بین المللی ، تولید جهانی سیمان ( ” چسبی ” که بتن را کنار هم نگه می‌دارد ) ، هشت درصد از تولید مونوکسید کربن جهان را به خود اختصاص می‌دهد .
آزمایشات اخیر در خصوص بتن تقویت شده با گرافن واقعا امیدوار کننده است . Adrian Nixon سردبیر مجله Nixene ، مروری بر مطالعات مختلف در مورد افزودن مقادیر کمی گرافن و اکسید گرافن به بتن انجام داده است . بررسی Adrian نشان داد که افزودن فقط ۰.۰۳ درصد از پودر گرافن ، استحکام بتن را با بازده ۲۵ درصدی افزایش می‌دهد . بنابراین ، با در نظر گرفتن نسبت تولید سیمان به انتشار گاز گلخانه ای CO ، می‌توان ادعا کرد که با ارائه بازده ۲۵ درصدی برای تولید بتن از طریق افزودن گرافن ، می‌توان سطح CO جهانی را ۲ درصد کاهش داد . این امر اهمیت مواد پیشرفته در توسعه شهرهای هوشمندتر و سبزتر را بیشتر نشان می‌دهد .
این یک پیشنهاد هیجان انگیز است و می‌توان در مورد آن بحث طولانی کرد . اما نکته اساسی این است که با افزودن مقدار ناچیزی از گرافن به یک ماده ساختمانی مانند بتن ، می‌توانیم تاثیر شگرفی بر محیط خود داشته باشیم و در اجرایی شدن اهداف شهر هوشمند قدم مثبتی برداریم .
شهرهای هوشمندتر
ایده بهبود پایداری و دوام مصالح برای ساخت و ساز اهمیت بسیار بالایی دارد که باید توجه زیادی را به آن معطوف کنیم . اما یک حوزه جالب توجه دیگر که شاید نادیده گرفته شود ، این است که چگونه می‌توانیم از مزایای مواد پیشرفته برای پشتیبانی شهرهای هوشمند آینده استفاده کنیم .
شهر هوشمند چیست؟
شهر هوشمند راهی است برای استفاده از فناوری‌های دیجیتال در محیط شهری که می‌تواند آن را به محیطی بسیار کارآمدتر و سبزتر تبدیل کند .
بعنوان مثال در شهرهای هوشمند می‌توان سیستم‌های انرژی و صنایع را بهتر ادغام و مدیریت کرد .
با این حال ، اگر برخی از این فناوری‌ها مستقیما در موادی که در ساختمانها و زیرساختهای ما تعبیه شده‌اند ، جاسازی شود ؛ قابلیت چندمنظوره‌ی فوق‌العاده‌ای پدید می‌آید . چنین موادی برای توسعه نسل جدید زیرساختهای هوشمند ، ایده آل خواهند بود .
شبکه های جاده ای پیشرفته و اهمیت مواد پیشرفته در توسعه شهرهای هوشمند
بعنوان نمونه ، مرکز نوآوری مهندسی گرافن ، توسعه دهنده مواد پیشرفته و مستقر در دانشگاه منچستر ، در حال حاضر در حال کار بر روی تعدادی از پروژه‌ها با شرکت ( Highways England ) و شرکت آرکادیس ( Arcadis ) است . این مرکز از شرکایی از جمله Arcadis و Highways England در رسیدگی به چالش‌های مربوط به ساخت و ساز و شبکه راه حمایت می‌کند .
بعنوان مثال می‌توان به نیاز شبکه های جاده ای به مدارهای الکتریکی و چگونگی استفاده از آن در این شبکه اشاره کرد . ایده توسعه جاده های هوشمند هنوز هم بطور بالقوه یک پروژه سریع از نوع ” ساخت یا شکست ” است و به تفکرات جدید بسیاری نیاز دارد . اما راه حل و روش می‌تواند در داخل قیر ( Bitumen ) یا یک نشانگر سطح مانند خط جاده باشد .
آیا جاده می‌تواند ماشین شما را شارژ کند؟
اگر بتوانیم از این قابلیت‌های چند منظوره در تمام زیرساخت‌ها و ساختمان‌هایی که یک شهر را تشکیل می‌دهند ، استفاده کنیم ؛ اتصالات و ارتباطات دگرگون می‌شوند . در نهایت ، بافت محیط ساخته شده‌ی ما ، پاسخگوی نیازهای روزمره می‌شود .
در این صورت ، ما می‌توانیم نقاط شارژ را که در شبکه جاده ای ما جاسازی شده‌اند ، تصور کنیم . با توسعه ایده شهر هوشمند و یا جاده هوشمند ، هر بار که ماشینهای برقی یا خودروهای برقی در چراغ‌های راهنمایی متوقف شوند یا در جای پارک استراحت کنند ، می‌تواند در محل خود شارژ شوند .
اگر وسایل نقلیه آینده از ذخیره انرژی ترکیبی استفاده کنند ، یعنی به یک باتری انتقال قدرت با یک واحد ابر خازن فوق العاده مجهز شوند ، می‌توانند به سرعت شارژ شوند ؛ بطوری که رانندگان آن‌ها نیز با خوشحالی به مقصد برسند .
و این باتری های خودروهای الکتریکی و ابرخازنها ، دارای مواد جدیدی هستند که به خودروهای برقی این امکان را می‌دهند که عملکرد بسیار موثرتری نسبت به دستگاه‌های ذخیره انرژی که امروزه مجبور به استفاده از آن‌ها هستیم ، ارائه کنند . در این بخش نیز اهمیت مواد پیشرفته در توسعه شهرهای هوشمند به وضوح قابل مشاهده است .
نقش فناوری حسگرها و گرافن در گسترش شهرهای هوشمند
با فناوری حسگرها می‌توان پیشرفت‌های مشابهی را بدست آورد و آینده شهرهای هوشمند را تحت تاثیر قرار داد . اگر شهرها به سطح اتصال مورد نیاز برای هوشمندتر ، کارآمدتر و در نهایت سرسبزتر شدن برسند ، فناوری حسگرها بسیار مهم و بحرانی خواهد بود .
گرافن و حسگرها یک ترکیب طبیعی هستند ؛ زیرا نسبت سطح به حجم بالای گرافن ، ویژگی‌های نوری منحصر به فرد ، هدایت الکتریکی و تحرک عالی و هدایت حرارتی بالایی را ایجاد می‌کند . این خصوصیات می‌توانند عملکرد طیف وسیعی از حسگرها را بسیار بالا ببرند .
گرافن و مواد پیشرفته به طور بالقوه نقش بسزایی در ایجاد ساختمانها و زیرساختهای نه تنها سبزتر بلکه به طور آشکار هوشمندانه‌تر دارند . بطور خلاصه این مواد در هوشمندسازی ساختمان یا توسعه ساختمانهای هوشمند نقش مهمی دارند .
همانطور که به دنبال پاسخگویی به چالش تغییر اقلیم هستیم و هدف آن “ Build Back Better “ است ، باید با فوریت بیشتری در مورد اینکه چگونه مواد پیشرفته می‌توانند عناصر و قطعات سازنده برای یک آینده مهیج‌تر را ارائه دهند ، اقدام کنیم .
خلاصه خبر ” اهمیت مواد پیشرفته در توسعه شهرهای هوشمند ”
توسعه مواد پیشرفته و استفاده از آن‌ها در بخش‌های ساخت و ساز به گسترش دنیای هوشمند آینده کمک زیادی می‌کند . مواد پیشرفته می‌توانند در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای ، توسعه شهرهای هوشمندتر و سبزتر ( دوستدار محیط زیست ) و شبکه های جاده ای هوشمندتر نقش موثری را ایفا کنند .
منبع خبر : سایت www.azom.com
تاریخ انتشار خبر : ۱۳ آذر ماه ۱۳۹۹
کد خبر : ۲۶۴۵
