Is-sustanzi kimiċi tal-kostruzzjoni innovattivi li ta' min wieħed iħares lejn il-futur huma primarjament ikkonċentrati fl-oqsma ta' soluzzjonijiet ħodor u ta'-karbonju baxx, rispons intelliġenti, kapaċitajiet ta' fejqan awto-, u integrazzjoni multifunzjonali. Materjali rappreżentattivi jinkludu siment tas-sekwestru tal-karbonju-, konkrit li jfejjaq waħdu-, materjali pjeżoelettriċi intelliġenti, u materjali tal-bini programmabbli. Dawn it-teknoloġiji mhux biss itejbu l-prestazzjoni tal-bini iżda wkoll imexxu t-tranżizzjoni tal-industrija lejn is-sostenibbiltà u l-intelliġenza.
1. Novacem Carbon-Siment tas-Sekwestru: Minn "Karbonju li Jarmi" għal "Karbonju li Jassorbi"
Il-produzzjoni tradizzjonali tas-siment hija sors ewlieni ta' emissjonijiet tal-karbonju; madankollu, is-siment Novacem juża silikat tal-manjeżju bħala materja prima. Matul il-proċess ta 'twebbis, jista' jassorbi madwar 50 kilogramma ta 'CO₂ għal kull tunnellata, u b'hekk jikseb effett nett ta' sink tal-karbonju. Li jilħaq l-istandards tas-saħħa u juri reżistenza eċċellenti għan-nar, huwa meqjus bħala wieħed mill-mogħdijiet ewlenin lejn il-kisba ta' "bini negattiv tal-karbonju-."
2. Awto-fejqan tal-Konkrit: Tiswija Awtomatika tal-Xquq
Billi jinkorpora mikrokapsuli inkorporati jew juża bonds kimiċi riversibbli intrinsiċi, dan il-materjal jista 'awtomatikament jirrilaxxa aġenti ta' fejqan jew iqanqal riarranġament molekulari meta jidhru xquq, li jestendu b'mod sinifikanti l-ħajja strutturali.
Ibbażat fuq mikrokapsuli-: Xquq ikissru l-kapsuli, u jirrilaxxaw reżina epoxy biex tfejjaq u timla l-vojt.
Intrinsiku: Jutilizza r-reazzjoni ta' Diels-Alder, li tippermetti tiswija awtonoma sempliċement permezz tal-applikazzjoni tas-sħana.
Din it-teknoloġija diġà ġiet applikata fil-kostruzzjoni ta 'pontijiet u proġetti ta' inġinerija taħt l-art, u b'mod sostanzjali tnaqqas l-ispejjeż tal-manutenzjoni.
3. Materjali Funzjonali Pjeżoelettriċi u Katalitiċi: Il-Bini Issir "Organiżmi Ħajjin"
Materjali multifunzjonali ġodda jagħtu lill-bini kapaċitajiet għall-ġbir tal-enerġija u r-rimedju ambjentali:
Materjali pjeżoelettriċi (eż. Lead Zirconate Titanate) jistgħu jikkonvertu stress mekkaniku f'enerġija elettrika filwaqt li simultanjament jaġixxu bħala sensors biex jimmonitorjaw is-saħħa strutturali.
Materjali elettrokatalitiċi jistgħu jikkonvertu CO₂ f'kimiċi utli-jew jaqsmu l-ilma f'idroġenu-fuq il-wiċċ tal-bini, u b'mod effettiv jittrasformaw il-ħitan ta' barra fi "purifikaturi tal-arja" jew "fabbriki tal-enerġija."
Fil-futur, bini kollu jista 'jevolvi f'sistemi intelliġenti li jintegraw bla xkiel funzjonijiet ta' ġenerazzjoni tal-enerġija, sensing u purifikazzjoni.
4. Fażi-Ibdel il-Materjali tal-Ħażna tal-Enerġija: Il-Bini Jinbidlu f'"Batteriji Ġganti"
Fażi-Materjali tal-Bidla (PCMs) jassorbu jew jirrilaxxaw l-enerġija termali permezz ta' bidliet fl-istat fiżiku tagħhom; huma utilizzati biex jirregolaw it-temperaturi ta 'ġewwa u jnaqqsu l-konsum tal-enerġija assoċjat ma' sistemi ta 'kondizzjonament tal-arja. Barra minn hekk, materjali tal-ħażna tal-enerġija elettrokimika jistgħu jiġu integrati fil-ħitan jew l-art biex jaħżnu l-elettriku solari, u b'hekk imexxu l-bini lejn awto-suffiċjenza tal-enerġija.
5. Siment programmabbli u Ċelluloża-Materjali Rinfurzati: Kontroll Preċiż tal-Proprjetajiet
"Siment programmabbli", żviluppat mill-Università tar-Ross fl-Istati Uniti, jikseb saħħa superjuri u porożità aktar baxxa billi jikkontrolla b'mod preċiż il-morfoloġija kristallina tiegħu. Sadanittant, tim ta 'akkademiċi Ċiniżi żviluppa "kompożiti tas-siment taċ-ċelluloża-," bl-użu taċ-ċelluloża naturali biex ittejjeb it-toughness filwaqt li jibbilanċja kemm is-sostenibbiltà ambjentali kif ukoll il-prestazzjoni mekkanika.
Dawn il-materjali jimmarkaw bidla kruċjali fil-qasam tal-materjali tal-kostruzzjoni-minn era ta' "formulazzjoni empirika" għal waħda ta' "disinn molekulari."
