أظهر باحثون إمكانية استخدام مسحوق قشور البيض لتحسين قوة سبائك المغنيسيوم وصلابتها، في تجربة تستفيد من نفايات غذائية شائعة كمصدر بديل للكالسيوم. وتقدم الدراسة إثباتا للمفهوم قد يساعد على تقليل بعض مراحل معالجة المواد الخام واستهلاك الطاقة المرتبط بها.

ولتحقيق ذلك، اعتمد الفريق تقنية "البثق بالتحريك الاحتكاكي"، التي تجمع بين الضغط والدوران لخلط المواد وتشكيلها في عملية واحدة. وأتاحت هذه الطريقة إدماج مسحوق القشور مباشرة في المغنيسيوم، بدلا من إضافة مواد كالسيوم تُنتج مسبقا من خامات مستخرجة من المناجم.

ويستند اختيار قشور البيض إلى احتوائها على نحو 95 في المائة من كربونات الكالسيوم. وخلال التصنيع، تساعد الحرارة الناتجة عن الاحتكاك والتفاعلات المصاحبة للخلط على تحويل مكونات القشور وتكوين مواد تسهم في تعزيز البنية الداخلية للمعدن وخصائصه الميكانيكية.

وفي تفاصيل التجربة، وضع الباحثون مسحوق القشور داخل ثقوب موزعة على كتلة أسطوانية من المغنيسيوم، ثم أدخلوها في حاوية فولاذية. وبعد ذلك، استخدموا أداة فولاذية تدور بسرعة 300 دورة في الدقيقة للضغط على الكتلة وخلط مكوناتها، قبل دفع المادة عبر فتحة لإنتاج قضيب معدني.

ومن جانبه، أوضح بهارات غوالاني، الأستاذ المساعد في علوم وهندسة المواد بجامعة ولاية كارولينا الشمالية والمؤلف المراسل للدراسة، أن الأسلوب يختصر مرحلة إنتاج مواد الكالسيوم من الخامات قبل استخدامها في التصنيع. ويرى الفريق أن وفرة القشور وانخفاض تكلفتها يمنحانها مزايا كمادة أولية بديلة.

وتكتسب هذه الأبحاث أهميتها من استخدام سبائك المغنيسيوم في مجالات تتطلب الجمع بين خفة الوزن والمتانة، مثل السيارات والطيران وبعض التطبيقات الطبية الحيوية. غير أن الدراسة الحالية تركز على إثبات إمكانية التصنيع وتحسين خواص المادة، دون أن تعني اعتماد المنتج الجديد بالفعل في هذه القطاعات.

كما سبق للفريق توظيف تقنية البثق بالتحريك الاحتكاكي لدمج مسحوق مغناطيسي من الساماريوم والكوبالت مع خردة الألومنيوم، بهدف إنتاج مركبات مغناطيسية. ونُشرت الدراسة الخاصة بقشور البيض في دورية "Journal of Magnesium and Alloys"، بمشاركة باحثين من جامعة ولاية كارولينا الشمالية ومؤسسات بحثية أخرى.