دبي الإمارات العربية المتحدة (CNN)-- قامت شركة أمريكية بتصميم نوع جديد من الخشب يتمتع بنسبة قوة إلى وزن تفوق الفولاذ بـ10 أضعاف، ويُعتبر أخف وزنًا بـ6 أضعاف.

أطلقت شركة "InventWood" التي شارك في تأسيسها  عالِم المواد، ليانجبينغ هو منتج "الخشب الخارق" (Superwood) تجاريًا مؤخرًا.

قبل أكثر من عقد، انطلق هو في رحلة لإعادة اختراع واحدة من أقدم مواد البناء المعروفة للبشرية. 

أثناء عمله في مركز ابتكار المواد بجامعة ميريلاند، اكتشف هو، الذي يعمل حاليًا كأستاذ في جامعة ييل، طرقًا مبتكرة لإعادة هندسة الخشب.

كان هدفه تعزيز قوة الخشب باستخدام السليلوز، المكون الرئيسي للألياف النباتية و"البوليمر الحيوي الأكثر وفرة على هذا الكوكب"، وفقًا لما ذكره.

تحقّق هذا الإنجاز في عام 2017، عندما قام بتقوية الخشب العادي لأول مرة عن طريق معالجته كيميائيًا لتعزيز السليلوز الطبيعي، وجعله ذلك مادة بناء أفضل.

تم غلي الخشب أولاً في حمامٍ من الماء ومواد كيميائية مختارة، ومن ثم كبسه حرارياً لتفتيته على المستوى الخلوي، ما جعله أكثر كثافة بشكلٍ ملحوظ. 

في نهاية العملية التي استمرت أسبوعًا، كانت نسبة القوة إلى الوزن في الخشب الناتج "أعلى من نسبة غالبية المعادن والسبائك الإنشائية"، وفقًا للدراسة المنشورة في مجلة "Nature".

الآن، بعد سنوات من إتقان هو للعملية والتقدم لأكثر من 140 براءة اختراع، تم إطلاق "الخشب الخارق" تجاريًا.

أوضح أليكس لاو، الرئيس التنفيذي لشركة "InventWood"، الذي انضم إلى الشركة عام 2021: "من الناحية الكيميائية والعملية، إنّه عبارة عن خشب".

عند استخدامه في المباني، أشار لاو بأنّه سيتيح صنع هياكل أخف وزنًا بما يصل إلى 4  مرات مقارنةً بما هو متوفر اليوم، ما يعني أنّها ستكون أكثر مقاومة للزلازل، فضلاً عن كونها أكثر خفة فوق الأساسات، بشكلٍ يسرّع ويسهّل البناء.

وأضاف لاو أنّه "يبدو كالخشب تمامًا، ويتصرف كالخشب عند اختباره، لكنه أقوى وأفضل بكثير من الخشب في جميع الجوانب التي اختبرناها تقريبًا".

تُصنِّع شركة "InventWood" منتجها بمصنعها في مدينة فريدريك بولاية ماريلاند. رُغم أن وقت الإنتاج يُقاس الآن بالساعات بدلاً من الأيام، إلا أنه بحسب لاو، سيستغرق توسيع نطاق العمليات بعض الوقت.

في البداية، تُخطط الشركة للتركيز على التطبيقات الخارجية للمنتج، مثل الأرضيات الخشبية والكسوات، قبل الانتقال إلى التطبيقات الداخلية مثل ألواح الجدران، والأرضيات، وأثاث المنازل العام المقبل.

أكّدت الشركة أنّ "الخشب الخارق" أقوى بما يصل إلى 20 مرة من الخشب العادي، وأكثر مقاومة للانبعاج بما يصل إلى 10 مرات بفضل البنية المسامية الطبيعية للخشب التي تمت تقويتها.

يجعله ذلك مقاوِمًا للفطريات والحشرات. كما أنه يحصل على أعلى تصنيف في اختبارات مقاومة الحرائق المعيارية.

يُكلف "الخشب الفائق" حاليًا أكثر من الخشب العادي، ويتمتع أيضًا ببصمة كربونية تصنيعية أكبر. لكن، ذكر لاو أنّ انبعاثات الكربون أقل بنسبة 90% مقارنةً بتصنيع الفولاذ.

وأضاف أنّ الهدف لا يكمن في جعل المنتج أقل تكلفة من الخشب، بل بقدرته على المنافسة مع الفولاذ عند توسعة نطاق التصنيع.

شهد البناء بالأخشاب انتعاشًا ملحوظًا في السنوات الأخيرة، ويُستخدم الخشب الآن في بناء ناطحات السحاب.

كشفت مدينة ميلووكي مثلاً، الحاضنة لأطول برج خشبي في العالم بالفعل (برج Ascent MKE الذي يبلغ ارتفاعه 87 مترًا) عن خطط لبناء برج أطول يصل ارتفاعه إلى 183 مترًا.

حاليًا، تُعد الخرسانة أكثر مواد البناء استخدامًا على وجه الأرض، ورغم أنّ معدل إنتاجها قد استقر في السنوات الأخيرة، إلا أن تصنيعها يُنتج 7% من انبعاثات الكربون العالمية.

قال أستاذ الهندسة المعمارية ورئيس كلية البيئة المبنية بجامعة نيو ساوث ويلز بأستراليا، فيليب أولدفيلد، الذي لا يعمل مع "InventWood"، إن للخشب فوائد بيئية تتفوق على العديد من مواد البناء الأخرى، إذ إن عمليات إنتاجه أقل ضررًا من الفولاذ والخرسانة، كما أنه يخزن ثاني أكسيد الكربون في كتلته الحيوية الخشبية من خلال عملية التمثيل الضوئي.

وأضاف: "يمكن اعتبار المنتجات الخشبية نظامًا لتخزين الكربون على المدى الطويل، وقد يؤدي البناء بالخشب إلى حبس انبعاثات الكربون في المباني لفترات طويلة".

لكنه أشار إلى أن منتجات الأخشاب الهندسية الحالية تنافس الفولاذ والخرسانة بالفعل.

وأوضح أنّ "العائق أمام بناء المزيد من المباني الخشبية ليس في الحاجة إلى المزيد من المتانة، بل بتجنب قطاع البناء للمخاطرة وبطء تحقيق التغيير فيه".

بهدف رؤية استخدام المزيد من الأخشاب في المباني، جادل أولدفيلد بأنّنا نحتاج إلى تعليم أفضل ومشاريع تجريبية وأطر تنظيمية محسَّنة.

وأكدّ أن "منتجات الأخشاب الأقوى مثل Superwood قد تسمح للمهندسين المعماريين بإنشاء مساحات أكبر وتشطيبات أكثر متانة باستخدام الأخشاب، وهو أمر سيكون مفيدًا بالتأكيد ويمكن أن يعزز من اعتماد الأخشاب بشكل أكبر".