معهد مصدر يطور جيلاً جديداً من الفولاذ
كشف معهد مصدر للعلوم والتكنولوجيا عن مشروع بحثي يركز على تطوير الجيل القادم من الفولاذ، وذلك بهدف تزويد صناعة السيارات بفولاذ مبتكر يسهم في تعزيز كفاءة المركبات في استهلاك الوقود وخفض انبعاثاتها الكربونية.
ويجري هذا البحث الدكتور راشد أبو الروب، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الميكانيكية في معهد مصدر، وذلك بناء على تكليف إدارة الطاقة الأميركية له ولثمانية علماء آخرين بمهمة الإشراف على تصميم الجيل القادم من الفولاذ المتطور عالي الصلابة، والذي يجمع بين خفة الوزن والصلابة والمرونة في آن، ويفي بمعايير السلامة الخاصة بصناعة السيارات وبثمن يعادل ثمن الفولاذ التقليدي.
وتمكن الدكتور أبو الروب بمشاركة نجم العبد، طالب الماجستير في معهد مصدر، من تطوير أداة برمجية تتيح وضع تصميم افتراضي للبنية المجهرية للفولاذ التي تعتبر مصدر صلابة الفولاذ ومرونته. وهذا ما سمح بتصميم واختبار الفولاذ على مستوى مجهري دقيق وبالتالي تمكين الباحثين من تقدير درجة صلابة الفولاذ المقترح وقابليته للتطويع. وقال إن الأداة البرمجية التي طورناها تعد بديلاً فعالاً للطرق المتبعة حالياً في تطوير واختبار الفولاذ عالي الصلابة، حيث تتيح للعلماء والشركات المصنعة للسيارات إجراء عمليات تطوير واختبار الفولاذ المطلوب بصورة سريعة وسهلة وبتكلفة مناسبة.
خيار مثالي
ويمثل الفولاذ خياراً مثالياً لصناعة السيارات لكونه يجمع ما بين القوة والمرونة، كما أنه أقل تكلفة نسبياً إذا ما قورن بالعديد من المعادن الأخرى، لكن يبقى الفولاذ معدناً ثقيلاً، حيث يستحوذ على أكثر من ثلثي الوزن الإجمالي للسيارة، الأمر الذي ينعكس سلباً على كفاءة السيارة في استهلاك الوقود ومعدل انبعاثاتها الكربونية. فعلى سبيل المثال، تطلق السيارات على الطرق السريعة في الولايات المتحدة وحدها نحو 1.7 مليار طن من الغازات الدفيئة سنوياً، ما يشكل حوالي 32% من إجمالي انبعاثات الكربون السنوية. أما على صعيد دولة الإمارات، فتمثل انبعاثات الكربون تحدياً كبيراً من حيث تأثيرها على جودة الهواء وجهود الاستدامة بوجه عام، وهذا ما دفع الحكومة الإماراتية إلى استهداف خفضها ضمن أجندة السياسات الخاصة برؤية أبوظبي البيئية 2030.
وقد تبين أن خفض وزن السيارة بمقدار 10% يمكن أن يرفع كفاءتها في استهلاك الوقود بنسبة تتراوح بين 6 -8%. وبناء على ذلك، يبرز دور الفولاذ في تخفيف وزن السيارة وذلك باعتباره أثقل المكونات التي تدخل في تصنيعها.
خواص
يتميز المنتج الجديد بالعديد من الخواص التي تؤهله للاستخدام في عدد من الصناعات الأخرى كالفضاء والصناعات الإنشائية، بالإضافة إلى صناعة النفط والغاز التي يمكن أن تحقق فوائد كبيرة جراء استخدام هذا المعدن الذي يتسم بخفة الوزن والمرونة.
