انقلاب در بتن، جایزه بهترین اختراع آلمان را تصاحب کرد

از سال ۱۹۹۷ به این سو یک هیئت علمی با ارزیابی اختراع‌های ارائه شده، بهترین اختراع ‌دانشمندان آلمانی را برای هر سال بر می‌گزیند. شامگاه چهارشنبه (۳۰ نوامبر/ ۱۰ آذر) جایزه ۲۵۰ هزار یورویی"آینده آلمان" طی مراسمی که در برلین و با حضور یواخیم گاوگ رئیس جمهور برگزار شد، به ( از سمت چپ) پرفسور شکری شریف، پرفسور پتر اوفرمان و پرفسور مانفرد کورباخ از دانشگاه صنعتی درسدن تعلق گرفت.

بتن یکی از پر مصرف‌ترین مصالح ساختمانی در سراسر جهان است. بتن گرچه با دوام است، اما برای مستحکم کردن آن باید از آرماتورهایی که از جنس فولاد هستند استفاده کرد. فولاد هم اما در گذر زمان زنگ می‌زند و باعث کاسته شدن از استحکام بتن می‌شود.

دانشمندان مدت‌ها به دنبال جایگزین مناسبی برای آرماتورهای فولادی در بتن بودند که ایده استفاده از الیاف کربن در دانشگاه صنتعی درسدن مطرح شد و پرفسور شکری شریف، پرفسور پتر اوفرمان و پرفسور مانفرد کورباخ از چند انستیتو گوناگون برای عملی کردن این اختراع همکاری را آغاز کردند.

گرچه الیاف کربن از استحکامی بین ۷ تا ۱۰ برابر فولاد ساختمانی برخوردار است اما مشکل عدم چسبندگی آرماتور تهیه شده از این الیاف با بتن است. این مشکل را محققان با استفاده از چسبی مخصوص و خشک کردن الیاف با نور مادون قرمز حل کردند.

حالا متخصصین می‌توانند الیاف‌ کربن با استحکام متفاوت برای بتن‌هایی با کاربردهای متفاوت تولید کنند.

الیاف کربن از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار هستند. حالا آرشیتکت‌ها می‌توانند طرح‌هایی را به واقعیت تبدیل کنند که در گذشته امکان آن وجود نداشت. جهان بزودی شاهد انقلابی در عرصه ساخت و ساز خواهد بود. حالا دیواره‌های بتنی با استقامت بسیار بالا، نه تنها چند سانتیمتر بیشتر قطر ندارند، بلکه از وزن کمتری نیز برخوردارند.

یکی از نکات بسیار مهم در استفاده از الیاف کربن، صرفه‌جویی در میزان بتن و فولاد در ساخت و ساز است که برای تولید آن‌ها نه تنها انرژی بسیار زیادی مصرف می‌شود بلکه با آلودگی محیط زیست، هوا و گازهای گلخانه‌ای همراه است. (عکس: مقایسه قطعه‌ای بتنی با میلگرد فولادی در مقابل قطعه بتنی با الیاف کربن که کاربرد مشابه دارد)

برخی از آرشیتکت‌ها به دلیل "زشت‌بودن" بتن سعی در پوشاندن آن با روکش‌های فلزی داشتند که با این بتون جدید می‌توان در مصرف این روکش‌ها نیز صرفه‌جویی کرد.

موتورهای احتراقی با معضل بزرگی به نام "اصطکاک" روبرو هستند. دومین اختراعی که با همکاری متخصصان شرکت دایملر به مرحله نهایی جایزه "آینده آلمان" راه یافت، این دستگاه است که با کمک آن "نانو ذره" به درون سیلندر موتور پاشیده می‌شود. با این کار یک لایه بسیار نازک ایجاد شده و روغن در آن جای می‌گیرد که باعث حرکت تقریبا بدون اصطکاک پیستون‌ها در سیلندر می‌شود.

دو سیم که از آلیاژ آهن و کربن ساخته شده‌اند در درون سیلندر موتور نوری را تولید می‌کنند که در درون آن قطرات فلز در گاز نیتروژن ذوب شده و بصورت ذرات نانو و در لایه‌ای بسیار نازک بر روی بدنه سیلندر موتور جای می‌گیرد. با ورود روغن به درون محفظه‌های موجود درون این لایه، از اصطکاک ناشی از حرکت پیستون‌ها بشدت کاسته می‌شود.

این اختراع از یک سو باعث کاهش اصطکاک در درون موتور می‌شود و از سوی دیگر ۳ درصد از مصرف سوخت موتور نیز کاسته می‌شود. این اختراع همچنین باعث می‌شود تا حجم موتور‌ها کوچکتر و وزن آن نیز کمتر شود، زیرا کار موتور را از وجود دستگا‌های دیگر بی‌نیاز می‌سازد.

سومین اختراعی که به مرحله نهایی راه یافته، اختراع محققان شرکت‌خودروسازی "ب‌ ام‌ و" و شرکت صنایع روشنایی اوسرام (Osram) است. این محققین با استفاده از نور لیزر، تعریف جدیدی برای استفاده از نور اتومبیل در شب ارائه کردند. تاکنون مشکل استفاده از نور لیزر رنگ آن بوده است که آبی یا قرمز است. محققین موفق شدند رنگ نور لیزر را به سفید تبدیل کنند.

محققین سرامیک مخصوصی تولید کردند که با عبور نور لیزر از آن رنگ نور نخست به زرد و سپس با ترکیب آن با رنگ آبی به سفید تبدیل می‌شود.

حالا از نور لیزر که رنگ آن به رنگ سفید تبدیل شده توسط یک دستگاه الکترونیک پیچیده بصورت هوشمند استفاده می‌شود تا نور بسیار قوی لیزر باعث انعکاس در چشم و به اصطلاح "کور کردن" راننده‌ خوردروهای مقابل نشود. این دستگاه شامل سیستم‌ قطع نور در مواقع ضروری و تصادف نیز هست.

برد نور چراغ‌های مجهز به تکنیک لیزر که در اتومبیل‌های "ب‌ ام ‌و" بصورت سریال نصب شده اکنون به ۶۰۰ متر رسیده است. گرچه از این اختراع در وهله نخست در صنایع اتومبیل سازی استفاده شده، اما دیری نخواهدی گذشت که صنایع تولید روشنایی اوسرام (Osram) از تکنیک این اختراع استفاده‌های بیشتری خواهد برد.