Định dạng vật liệu xây dựng trong tương lai
Những loại vật liệu xây dựng cho tương lai đang được phát triển trong các phòng thí nghiệm. Từ việc sản xuất các tấm graphen tới các siêu vật liệu đều được nghiên cứu về cả hình thức và chức năng. Dưới đây là 5 đổi mới về định dạng vật liệu với khả năng thay đổi kiến trúc tương lai.
1. Vật liệu không thể phá vỡ
Giáo sư khoa học vật liệu tại Viện Công nghệ California (Caltech) Julia Greer đã sử dụng 2 photon bản in đá để tạo ra loại vật liệu siêu nhẹ nanotruss, có thể được bọc trong vật liệu như kim loại hoặc gốm, rỗng và được xếp chồng lên nhau trong xây dựng cơ bản. Loại vật liệu mới này đã nhóm các thuộc tính cấu trúc và vật chất của kim loại hay gốm để tạo ra những đặc tính chưa từng có trước đây bao gồm cả dung sai khuyết tật vật liệu và khả năng ghi nhớ hình dạng. Các nhà nghiên cứu đang cố gắng để gia tăng kích thước vật liệu từ kích thước milimet hiện tại. Vật liệu này có thể được sử dụng để sản xuất cửa sổ thông minh, bộ trao đổi nhiệt hay các tua bin gió.
2. Vật liệu có khả năng tự phục hồi và làm sạch
Đối với các vật liệu như kính, thép, giấy và các vật liệu khác, một lớp phủ có khả năng chống ẩm ngay cả khi bị trầy xước hay tiếp xúc với dầu do các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Công lập London là một ứng dụng vô cùng hữu ích. Lớp phủ này được tráng từ các hạt nano titan dioxide, loại bỏ dầu, nước, các tạp chất và cả bụi bẩn trong quá trình này.
Mặc dù hiện nay lớp phủ này mới chỉ được ứng dụng trên bề mặt 20cm2 nhưng các nhà nghiên cứu cho biết có thể sử dụng lớp phủ này để sơn bề mặt như ô tô, tạo một bề mặt có độ bền cao và có khả năng tự làm sạch.
3. Vật liệu dạng sóng
Các nhà nghiên cứu thuộc Trường Đại học Missouri đã phát triển phương pháp mới để điều khiển các sóng đàn hồi có thể truyền qua vật liệu mà không làm thay đổi thành phần, có tác dụng bảo vệ cấu trúc vật liệu trong địa chấn. Nhóm nghiên cứu đã phát triển mô hình vi cấu trúc trên một tấm thép để uốn cong hay làm khúc xạ sóng đàn hồi khỏi mục tiêu. Theo giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ Guoliang Huang, bằng cách chuyển hướng các sóng xung kích mang năng lượng lớn xung quanh các cơ sở hạ tầng quan trọng và các khu dân cư thông qua một “chiếc áo choàng” siêu vật liệu, có thể bảo vệ được dân cư và các tòa nhà khi gặp động đất hay sóng thần.
4. Các tấm Graphen tốt hơn
Các nhà nghiên cứu thuộc Caltech cho biết họ đã tìm được phương pháp sản xuất đại trà các tấm graphen siêu mỏng và các vật liệu nano siêu cứng có chất lượng cao hơn trước đây. Phương pháp sản xuất hàng loạt cho phép các sản phẩm có độ bền cao hơn, hình thức đẹp hơn, đồng thời cắt giảm thời gian sản xuất từ vài giờ đến vài phút và tăng kích thước sản phẩm từ milimet đến vài inch. Quá trình này không đòi hỏi các thiết bị xử lý hay cơ sở hạ tầng hiện đại.
5. Bê tông bền vững hơn
Tại Trường Đại học Purdue, các nhà nghiên cứu đã thêm các tinh thể nano cellulose có nguồn gốc từ sợi gỗ vào bê tông. Vật liệu nano cốt thép vượt trội hơn các vật liệu truyền thống bởi các tính chất cơ khí và hóa học, độ bền cao hơn, chịu được va đập mạnh và tính linh hoạt tốt hơn. Khi áp dụng vật liệu này cho bê tông, giúp giảm ảnh hưởng môi trường tới cấu trúc vật liệu, cần ít vật liệu hơn để đạt được một hiệu ứng tương tự. Các chất phụ gia nano tinh thể có thể được chiết suất như một sản phẩm phụ của ngành nông nghiệp, năng lượng sinh học và sản xuất giấy.
