هم اکنون ، فیبر کربن فقط برای مواردی با مقیاس کوچک استفاده می شود، مانند این اتاق پارچه ای توسط P-A-T-T-E-R-N-S . تصویر © مونیکا نوونز (Monica Nouwens)
اندرو کارنگی(Andrew Carnegie) زمانی گفت: ” هدفگیری برای بالاترین”. او عقیده ی خود را دنبال کرد. این نجیب زاده ی پرقدرت فولاد در قرن نوزدهم پیش بینی کرده بود که پلی بر فراز رودخانه ی می سی سی پی که در مجموع 6442 فوت بود، بسازد. در سال 1874 مصالح اصلی آهن بود- فولاد در آن ناحیه مانند بچه ی تازه وارد بود. مردم درباره ی فولاد محتاط بودند، حتی از آن می ترسیدند. فولاد یک آلیاژ آزمایش نشده بود.
با این حال، پس از اتمام پل ایدز (EADS) در سنت لوئیس، اندرو کارنگی تبلیغات مهیجی ترتیب داد تا ثابت کند که فولاد در واقع مصالح ساختمانی با دوامی است. یک خرافه ی عمومی آن زمان به وجود آمده بود مبنی بر اینکه یک فیل نمی تواند از روی این پل ناپایدار عبور کند. در روز افتتاحیه، کارنگی با اعتماد به نفس ، مردم شهر سنت لوئیس و یک فیل چهار تنی اقدام به عبور از روی پل کردند. از فیل در آن طرف پل با هیاهوی پرشکوهی استقبال شد. آنچه بعد از آن اتفاق افتاد، بیشترین رونق ساختمان های عمودی در تاریخ آمریکا با پیشگامی شیکاگو و نیویورک بود. این حق مردم است، می توانید از فیل ادرنالین مصرف کرده برای تغییر نظر مردم آمریکا در مورد امنیت ساخت و سازهای فولادی، تشکر کنید.
از این رو اگر فولاد جایگزین آهن شد – همانطور که آهن جایگزین برنز و برنز جایگزین مس شد- چه چیزی جای فولاد را می گیرد؟ فیبر کربن.
اولین فیبر کربنی دنیا از مارک فورجد (markforged) . تصویر از مارک فورجد
احتمالا درباره ی آن شنیده اید. فیبر کربن همان نانو الیاف بافته شده با تکنولوژی پیشرفته است که در دوچرخه های حرفه ای و ماشین های مسابقه به کار می روند. این یک ماده ی نهایی است – پنج برابر قوی تر از فولاد، دو برابر سخت تر، به طور قابل ملاحظه ای سبک تر- مانند رقابت ورزشکاران سنگین وزن از نوع مصالح است.
متاسفانه، فیبر کربن به عنوان چیز نوظهور دیده می شود. از آنجایی که که در پروژه هایی با مقیاس کوچک مانند غرفه های نمایشگاهی استفاده شده است، ایده ی آسمان خراش با فیبر کربن هنوز به وجود نیامده است. چرا که نه؟ مردم- از جمله طراحان- محتاطانه با فیبر کربن برخورد می کنند، و حتی از آن می ترسند. مهندسان صنعت خودروسازی و هوافضا ممکن است از این ماده استفاده کنند و محدوده ی آن را گسترش دهند اما R&D در معماری با سرعت حلزونی حرکت می کند.
اما چرا؟معماران باید از این مصالح اظهار خوشحالی کنند. خواص مواد فیبر کربنی به معماران اجازه ی نوآوری هایی را می دهد که قبلا هرگز تصور نمی کردند. زمانی که نرم افزار CADD برای اولین بار منتشر شد، به معماران اجازه دارد تا فولاد را تا سرحد آن پیش ببرند. این کار بر عکس آن است. فیبر کربن، کامپیوتر را تا سر حدش می راند. تصور کنید شرکت معماری SHoP اخیرا مرکز بارکلی (Barclay) را بدون استفاده از چندین تن منابع و کار میلگرد فشرده ، کامل کرد. با اولین چاپ سه بعدی فیبر کربن که بازار این تابستان را هدف قرار داد، تصور جهانی که در آن ساختمان های چاپ می شوند که قوی تر از فولاد هستند، غیر ممکن نیست.
سازه ی سقف با میله گرد فشرده ی شرکت معماری SHoP . تصویر از شرکت معماری SHoP
البته اشکالاتی در فیبر کربن وجود دارد. به نوبه ی خود، افرادی که امتناع می کنند پدیدار می شوند. بله، این ماده شکننده است، کمتر احتمال دارد که بیشتر از همتای فولادی خود خم شود. شاید ناشی از آن باشد که این ماده در مراحل ابتدایی است. سن کم فیبر کربن باعث گرانقیمت شدن آن می شود. در حالی که فولاد کمتر از هر پوند یک باکس (a buck a pound) است، برای تولید هر پوند از فیبر کربن، ده دلار هزینه می شود. این جوانی همچنین به این معنی است که تولید فیبر کربن به طرز آزار دهنده ای کند است.
با این حال، ، سفر فیبر کربن است بازتاب دهنده ی رنج های روزافزون فولاد است. در حقیقت، فشار هزینه ی عملیات تولید فولاد،سبب توقف کار شرکت پل سازی ایدز(Eads) شد . سبب شد یکی از پولدارین اشخاص تاریخ به مرز ورشکستگی برسد. اما کارنگی ورشکست نشد. او روشی را به کار گرفت که به وسیله مهندس و مخترع ای به اسم هنری بسمر(Henry Bessemer) برای تولید انبوه فولاد طراحی شده بود. مقصود روش بسمر این بود که برای یک تیر که سابقا 5 ساعت زمان می برد، اکنون 10دقیقه زمان صرف شود – درود بر انقلاب صنعتی . با مصالح انقلابی و تمام تخم مرغ های در سبد بزرگ آن، کارنگی برای مدتی تبدیل به ثروتمندترین مرد دنیا شد.
در این لحظه، فیبر کربن به سرمایه گذارانی مانند اندرو کارنگی که فولاد داشت، نیاز دارد. فیبر کربن به مخترعانی مانند هنری بسمر که فولاد داشت، نیازمند است. مطمئنا، هنوز پیچیدگی هایی برای خوب از کار درآمدن وجود دارد، اما زمانی که آن اکتشافات شناسایی شوند، یک انقلاب معماری و صنعتی به وقوع خواهد پیوست. فیبر کربن توانایی تولید انبوه به طریق ارزان و پایدار را دارد، فقط لازم است به آن پی ببریم. هنگامی که این کار را انجام دهیم می توانیم آن فیل را از پل رد کنیم.
Galloway, Andrew. “The Steel Age Is Over. Has The Next Age Begun?” 23 Apr 2014. ArchDaily. Accessed 11
مقداد علی بخشی هستم. موسیقی دان، برنامه نویس، متخصص هوش مصنوعی، علم داده، متخصص بلاکچین و توسعه دهنده ربات های هوشمند.
دانش آموخته مقطع ارشد و دکتری دانشکده فنی دانشگاه تهران هستم. با سابقه تدریس درس برنامه نویسی در دانشگاه (پردیس بین الملل کیش دانشگاه تهران)