Byggbranschen — ofta långsam med att anta nya teknologi — genomgår en stor förändring just nu. Ny digital teknik som AI och internet of things omformar hur företag närmar sig allt från projektledning till byggnadsdesign.
Samtidigt vill branschen ta till sig några av de senaste framstegen. i materialvetenskap.
Dessa konstruktionsmaterial representerar spjutspetsdesignen inom denna sektor. Snart kan de revolutionera hur företag bygger nya strukturer.
1. Självläkande betong
Med tiden går byggnader sönder. Stress och böjande material kommer att orsaka sprickor. Detta leder så småningom till allvarliga strukturella skador som måste repareras – såvida inte byggnaden kan läka sig själv.
Självläkande betong är ett innovativt konstruktionsmaterial som drar fördel av kalksten. Denna producerar bakterier som syr ihop sig igen när de skadas. Den tillverkas genom att blanda lerpellets som innehåller bakterierna i standardbetong. När det spricker upp kommer lerpelletsen också att göra det. Denna process exponerar bakterierna, som – när de kommer i kontakt med vatten – återaktiveras och börjar omvandla näringsämnen till kalksten.
Denna process tar ett tag att komma igång — sju dagar i laboratorieförhållanden och flera veckor ute i världen. Det lappar dock effektivt upp sprickor och skador utan behov av ett reparationsteam.
Du kan använda detta material för att hålla alla byggnader i gott skick längre, men det kommer att vara särskilt användbart för strukturer som är svåra att nå.
2. Transparent Aluminium
Transparent aluminium är som ett sci-fi-koncept som forskare har förverkligat. Den är hård som safir och tillräckligt tunn för användning i fönster.
Begreppet “transparent aluminium” är lite av en felaktig benämning. Materialet är tillverkat av två keramer som härrör från aluminiumföreningar, magnesiumaluminatspinell och aluminiumoxynitrid. Men den levererar fortfarande de egenskaper du kan förvänta dig av namnet.
Tillverkare kan tillverka den i en mängd olika former, inklusive fönster, plattor, kupoler och rör. Eftersom det är extremt starkt och transparent, överväger designers det för olika användningsområden, inklusive skottsäkert glas och sprängsäkra fönster. Om du behöver ett tufft, genomskinligt material, leta inte längre.
3. 3D-tryckt grafén
Grafén är ett enda lager av individuella kolatomer, arrangerade i ett bikakeliknande galler som härrör från grafit — materialet som används för att göra blyertspenna. När du separerar grafen från grafit får det några fascinerande egenskaper. Materialet är både superlätt och starkt. Forskare anser att det är det starkaste materialet som någonsin testats.
Det är också en bättre ledare än diamant, mycket reflekterande och kan skapa andra, mer komplexa material.
Materialet, i kombination med framsteg inom 3D-skrivare, skulle också kunna möjliggöra utskrift av hela byggnader. Konkurrensen hårdnar bland en handfull startups och internationella företag som strävar efter att vara de första att utveckla skrivare som kan skapa grafenbyggnader på plats.
Men trots dessa unika egenskaper är grafén ännu inte i utbredd användning. Forskare kan inte lista ut hur man masstillverkar materialet. Även om de har haft framgång med att skapa små partier grafen, har det funnits betydande vägspärrar för att skapa ark som är lämpliga för industriellt eller kommersiellt bruk.
Just nu, om du vill använda grafén, måste du tänka småskaligt. Vissa leverantörer av 3D-skrivarplast, till exempel, erbjuder filament som inkluderar hackade strängar av materialet. Dessa filament är starkare än de skulle vara annars.
4. Föroreningsabsorberande tegelstenar
Föroreningsabsorberande tegelstenar, kallade “andastegelstenar” av forskargruppen som designade dem, fungerar som luftfilter. Forskare utvecklade tegelstenarna för att dra in luft från utsidan av byggnaden, fånga föroreningar och andra luftburna partiklar, som damm, samtidigt som ren luft förs in.
Klossarna kan arrangeras i en specifik konfiguration som leder föroreningar in i en tillgänglig plastbehållare vid stapelns bas. Arbetare kan rensa ut det regelbundet, för att säkerställa att tegelstenarna kan fortsätta att filtrera luften.
För byggnader i områden med höga luftföroreningsnivåer kan dessa tegelstenar vara ovärderliga för att städa upp miljön och tillhandahålla en fräsch atmosfär för de boende.
När kommer byggindustrin att ta i bruk dessa material?
Dessa nya byggmaterial är fortfarande mestadels experimentella, vilket betyder att de inte är i utbredd användning ännu. Men de förändrar redan hur ledare inom teknik designar byggnader. Föremål som grafen och självläkande betong ger unika egenskaper som du inte kan replikera med andra material.
