20 нових матеріалів і технологій

Провідні університети світу ведуть постійну роботу з дослідження і відкриття нових матеріалів. Останніми роками винайдено безліч технологій, однак зрозуміло, що таке виробництво дуже складно і дорого поставити «на потік». Будемо сподіватися, що найближчим часом технології майбутнього стануть доступніші і будуть впроваджені в масовий продаж.

Традиційні матеріали, такі як бетон, цегла, деревина продовжують утримувати свої перевірені позиції на ринку. Незважаючи на це, вчені впроваджують нові розробки, які мають поліпшені показники міцності, зносостійкості, гнучкості, енергоефективності.

 

Бетон

 

 

1. Бетон, який відновлює сам себе
Усім відомо, що будь-який навіть найміцніший бетон з роками руйнується від води, вітру та іншого впливу. Голландські вчені створили такий матеріал, який реставрує сам себе. До складу суміші додається молочнокислий кальцій, а також бактерії, які, харчуючись цією речовиною, виробляють вапняк і заповнюють ним тріщини в бетоні. Такий «живий бетон» дозволить значно заощадити на ремонтах, оскільки всі компоненти будуть включені до складу від самого початку.

2. Зелений бетон (green-mix concrete)
Був створений малазійськими вченими з Технологічного університету MARA. До складу матеріалу входять як традиційні компоненти, так і додаткова вторсировина, а також волокна з алюмінієвих банок.

3. Світлопропускаючий бетон
Створили не вчені, а будівельники. Він неймовірно міцний (від 70 МПа на стиск). Безліч оптоволоконних ниток включені до складу цементу з мармуровою або гранітною крихтою дрібної фракції. За рахунок того, що нитки можуть пропускати світло, такий бетон може широко застосовуватися в будівництві басейнів, ландшафтному дизайні.

4. Струмопровідний бетон (Shotcrete)
Технологія незамінна для будівництва доріг, злітних смуг, тротуарів, щоб уникнути обмерзання в зимовий період. Розробили його вчені університету Небраски. Такий бетон поглинає електромагнітне випромінювання і має у складі магнетит і металеву вуглецеву пил.

5. Вуглекислоцемент (CO2NCRETE)
Цей матеріал не виробляє шкідливих викидів в атмосферу (як при виробництві традиційного цементу). Двоокис вуглецю, що викидається у повітря електростанціями, в поєднанні з вапном є сировиною для друку такого типу бетону на 3D-принтері. Зараз проводиться експериментальний друк американськими вченими Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі з вивченням можливості широкого виробництва вуглекислоцементу.

 

Деревина

 

6. Штучна деревина на основі лігніну
З огляду на сучасні темпи вирубки лісу, розробки даного винаходу штучної деревини дуже актуальні. Японські вчені протягом 20 років займалися такими дослідженнями і зробили висновок, що при використанні лігніну (клею з натурального дерева) у поєднанні з папером і тирсою можна зробити досить міцну деревину, що відрізняється лише відсутністю річних кілець!
Вчені з Хефейскої національної лабораторії фізичних наук обійшлися навіть без лігніну, замінивши його на меламінформальдегідну і резольну смоли, з’єднали їх із хітозаном і оцтом і отримали міцний матеріал, дуже схожий на деревину, однак міцніший і вогнестійкий.

7. Деревина з відходів сільського господарства
Розробка американських вчених. Така «деревина» має у своєму складі рисове лушпиння, синтетичний пластиковий полімер і просту сіль! Отриманий матеріал не боїться хлору, солоної води, грибка. Використовується як стандартне дерево для підлог, терас, меблів.

8. Дерев’яні цвяхи
Такі цвяхи виготовляються з масиву бука. Таке кріплення називається LignoLoc і забивається пневматичним пістолетом. Цей тип кріплення дуже зручний при роботі з натуральним деревом, оскільки для збирання і розбирання не потрібно висмикувати металеві цвяхи – можна просто розпиляти дерев’яні. Використовується в основному для внутрішньої обробки.

 

Скло

 

9. Скляна черепиця
Сучасна швейцарська розробка від компанії SolTech Energy. Така черепиця не тільки дуже естетично виглядає, а ще й енергоефективна – під скло прокладається чорний нейлон, а енергію від його нагрівання можна використовувати, наприклад, для обігріву мансарди.

10. Смарт-скло
Таке скло може змінювати свою прозорість. Як це працює? Рідкокристалічна плівка прокладається між двох стекол, при подачі струму кристали встають перпендикулярно і скло стає прозорим. При виключенні – частинки рухаються хаотично і скло мутніє.

 

 

Цегла

 

13. Керамоблок
Керамоблок – будівельний матеріал, за своїм складом схожий на цеглу. Він також виготовляється з глини, однак має більший розмір і створену за допомогою екструдера пористу структуру. Також в глиняну масу додають тирсу, яка при випалюванні блоку згорає і утворює пори. Керамоблок знижує навантаження на фундамент на 50% у порівнянні з цеглою, прискорює будівництво у 2-3 рази, має високі теплоізоляційні властивості. Найвідомішим виробником є ​​австрійська компанія Wienerberger, відома в Україні під назвою Porotherm (заводи в Польщі).

12. Аеробрікс
Аналог керамоблока, але дорожчий. Внутрішні порожнини даного блоку заповнені легкою пінистою речовиною – аерогелем, який забезпечує у 8 разів кращу теплоізоляцію, ніж звичайна цегла!

13. 3D-цеглини з системою охолодження
Такі цеглини називаються Cool Bricks. Блоки, надруковані на 3D-принтері, є модульними. Вони не тільки зручні у використанні, але і мають дуже важливу функцію – можуть охолоджувати приміщення за допомогою звичайного випаровування! Вони мають мікропори, які вбирають найдрібніші частинки води, а потім випаровують цю воду, тим самим охолоджуючи поверхню.

 

Еко-матеріали

14. Хвойні панелі
Матеріал повністю екологічний. Виготовляється з ялинових голок у поєднанні з натуральною смолою. Може використовуватися як підкладка під ламінат. Має хорошу теплоізоляцію, однак не дуже стійкий до вологи.

15. Енергія водоростей
А ви бачили будинок, фасад якого використовує енергію водоростей? У Німеччині (Гамбург) ведуться розробки у сфері біотехнологій для забезпечення міста еко-енергією. Будівля BIQ House має на своєму фасаді спеціальний біогенератор, який містить живі водорості. Ці водорості дуже швидко ростуть під сонячними променями, створюючи біомасу, а також електрику для обслуговування будівлі.

16. Меблі та цегла з грибів
Спеціальні гриби змішуються з кукурудзяним і вівсяним лушпинням і поміщаються у темряву. Гриби переробляють цю їжу і виходить вміст, який при випалюванні в печі дає легкий, міцний матеріал, схожий на пінопласт. З грибів також можна робити цеглу, такий матеріал швидко «зростає» і при випалюванні показує відмінні результати з вогнестійкості!

17. Вологостійкі панелі з продуктів переробки
Панелі ReWall чимось схожі на OSB, проте виробляють їх з використаних тетрапаків, пластика, алюмінієвих банок. Матеріал стійкий до вологи й температурних коливань.

 

 

Інші сучасні матеріали

18. Графен
Окриджська національна лабораторія у США веде сучасні розробки цього надміцного, але дуже дорогого матеріалу. Він являє собою тонку площину графіту, яка утворена шаром атомів вуглецю товщиною в один атом. Графен на сьогодні не має широкого застосування, однак передбачається, що за допомогою нього можна побудувати споруди невідомої досі конструкції.

19. Синтетична «бальса»
З давніх-давен відоме бальсове дерево, що має легкість і міцність, на сьогодні можливо замінити за допомогою 3D-друку. Структура штучної бальси нагадує стільники, а створюється вона з вуглецевих волокон і епоксидної смоли. Створили матеріал Гарвардські вчені.

20. Штучний павуковий шовк
Даний матеріал досі проходить ретельну розробку в Massachusetts Institute of Technology. І тут також не обійшлося без 3D-технологій. Вчені намагаються наблизитися до властивостей натурального павукового шовку, який має неймовірну щільність, якщо порівняти його з аналогічною за вагою кількістю сталі!