تواجه الطرق في المناطق الباردة تحديات مستمرة بسبب دورة التجمد والذوبان الشتوية، التي تسبب تشققات وحفرا تنتشر بسرعة تحت ضغط حركة المرور والرطوبة، مما يكلف الحكومات مليارات الدولارات سنويا، ولكن دراسة جديدة تقدم حلاً مبتكرًا ومستداما يعتمد على مصدر غير متوقع وهو الطحالب المجهرية.
يعتمد الأسفلت التقليدي على مادة البيتومين المستخرجة من النفط لربط الرمل والصخور، وهذه المادة تصبح هشّة عند انخفاض درجات الحرارة، ما يؤدي إلى تآكل الطريق بسرعة، لمعالجة هذه المشكلة، قام فريق بحثي بقيادة إلهام فيني من جامعة ولاية أريزونا، الولايات المتحدة الأمريكية، بتطوير مادة رابطة مطاطية مستدامة مصنوعة من زيت الطحالب، يمكنها تحسين مرونة الأسفلت ومقاومته للتشوه، حتى في الظروف القاسية.
تكشف الدراسة الجديدة عن إمكانيات ثورية لاستخدام الزيوت المستخرجة من الطحالب المجهرية كبديل جزئي للمادة الرابطة التقليدية المعتمدة على البترول في الأسفلت. هذه التقنية لا تعزز مرونة الأسطح المعبدة فحسب، بل تزيد من متانتها بشكل ملحوظ، مع تقليل الأضرار البيئية الناتجة عن استخدام المواد البترولية، ما يفتح الطريق نحو إنشاء طرق أكثر استدامة، قادرة على مقاومة التقلبات المناخية والتجمد، وفي الوقت نفسه صديقة للبيئة وتقلل الانبعاثات الكربونية.
أظهرت الاختبارات المعملية أن الرصف المصنوع باستخدام زيت الطحالب يتفوق على الأسفلت التقليدي، حيث سجل تحسنا يصل إلى 70% في استعادة التشوه بعد محاكاة حركة المرور المتكررة ودورات التجمد والذوبان. وأكثر أنواع الزيوت فعالية كان زيت الطحالب الخضراء الدقيقة Haematococcus pluvialis، الذي يوفر مقاومة ممتازة للتشوه وحماية من الأضرار المرتبطة بالرطوبة، وهي أحد أسباب تكوّن الحفر، وفقا تقرير لموقع "interestingengineering".
وليس الأداء الميكانيكي هو الميزة الوحيدة، بل يحمل أسفلت الطحالب أثرا بيئيا مهما. فاستبدال 1% فقط من مادة البيتومين بمادة الطحالب يمكن أن يقلل صافي انبعاثات الكربون بنسبة 4.5%، ومع زيادة الاستبدال إلى 22%، يمكن للأسفلت أن يصبح محايدا للكربون.
تمثل هذه التقنية المبتكرة خطوة مهمة نحو تطوير طرق أكثر متانة واستدامة، مع إمكانية إنشاء بنية تحتية صديقة للبيئة وعمر أطول دون تكاليف إضافية كبيرة، بدعم من وزارة الطاقة الأمريكية، ونُشرت النتائج في مجلة ACS Sustainable Chemistry & Engineering".