Ин таҳқиқот пешниҳод мекунад, ки бетони маъмулӣ на танҳо ҳамчун маводи сохтмонии борбардор, балки ҳамчун маводи фаъол дида шавад, ки метавонад энергияро низ захира кунад. Дар кор баррасӣ мешавад, ки ҳангоми илова кардани нанотӯбаҳои карбон ба сементи Портланд чӣ гуна метавон байни қобилияти захираи нерӯи барқ ва мустаҳкамии фишорӣ мувозинат ёфт.

Мушкили асосӣ

Ғоя хеле ҷолиб аст: агар таҳкурсии бетонии шаҳрҳо тавонанд энергияро низ нигоҳ доранд, пас захираи энергия танҳо ба батареяҳои алоҳида маҳдуд намемонад. Аммо дар ин ҷо як зиддияти муҳими муҳандисӣ вуҷуд дорад. Бо зиёд шудани иловаҳои ноқили наноӣ имкони захираи энергия метавонад афзояд, вале якбора сохтори механикии матритсаи бетон ҳам метавонад суст шавад.

Усул

Муаллиф ин масъаларо бо истифода аз Graph Neural Network (GNN) таҳлил кардааст. Сохтори молекулавии семент ҳамчун граф тасвир мешавад: атомҳо ҳамчун гиреҳҳо, пайвандҳои кимиёвӣ ва муносибатҳои наздикӣ ҳамчун канорҳо модел мешаванд. Модел ҳамзамон ду натиҷаро пешбинӣ мекунад: зичии захираи энергия ва мустаҳкамии фишорӣ. Яъне система нуқтаи беҳтаринро байни “энергияи бештар” ва “бетони ба қадри кофӣ бехатар” меҷӯяд.

Натиҷаҳо

Тибқи симулятсия, миқдори беҳтарини илова %4,73 ҳиссаи ҳаҷмии CNT будааст. Дар ҳамин нуқта зичии энергия 112,47 Wh/m³ ва мустаҳкамии фишорӣ 24,01 MPa нишон дода шудааст. Азбаски ин арзиш аз ҳадди 20 MPa, ки дар таҳқиқот зикр шудааст, баландтар аст, муаллиф онро аз ҷиҳати назариявӣ барои истифодаи сохторӣ қобили қабул мешуморад.

Мақола инчунин як ҳисоботи амалӣ меорад: агар таҳкурсии як хонаи муқаррарӣ 50 м³ бетон дошта бошад, чунин мавод метавонад тақрибан 5,6 kWh энергия захира кунад. Ин батареяи бузурги саноатӣ нест, аммо роҳро барои дидани худи маводи сохтмонӣ ҳамчун ҷузъи низоми энергетикӣ мекушояд.

Чаро ин муҳим аст?

Ин кор як саволи муҳимеро барои давраи энергияи барқароршаванда пеш мегузорад: оё биноҳо танҳо сохторҳои пассивӣ мемонанд ё ба қисми фаъоли инфрасохтори энергетикӣ табдил меёбанд? Агар маводи хеле васеъ истифодашаванда мисли бетон функсияи иловагӣ гирад, имкониятҳои захираи энергия дар миқёси шаҳр метавонанд куллан дигар шаванд.

Ҳамзамон бояд фаромӯш накард, ки ин натиҷаҳо бар озмоиши воқеӣ не, балки бар модели ҳисоббарорӣ асос ёфтаанд. Аз ин рӯ, ин ҳанӯз стандарти омодаи сохтмонӣ нест, аммо самти пурқуввати тадқиқотиро дар соҳаи маводҳои ҳушманд ва захираи сохтории энергия нишон медиҳад.