Od sve popularnije proizvodnje grafena do nanokristalima ojačanog betona, istraživači današnjice oblikuju budućnost građenja.

Građevinski blokovi današnjice razvijaju se u istražnim laboratorijama. Od masovne proizvodnje grafena do materijala koji daju novi smisao i oblik konvencionalnim građevinskim medijima, mi vam donosima samo neke od inovativnih građevinskih materijala koji imaju jako velike šanse da promjenu arhitekturu današnjice, ali i arhitekturu sutrašnjice.

Nelomljivi materijali

Julia Greer, profesorica nauke o materijalima i mehanike na Caltech institutu u Kaliforniji koristi dvofotonsku litografiju da bi stvorila polimerne nanogrede koje se onda mogu obložiti materijalima poput metala ili keramike, dalje se mogu izdubiti da bi se otklonio polimer te se mogu slagati u fraktalnu konstrukciju. Zapravo se radi o nanogredi napravljenoj od nanogreda. Ovaj novonastali materijal ima strukturalna, ali i materijalna svojstva materijala kojima se obloži. Naprimjer, sada metal ili keramika mogu imati karakteristike koje do sada nisu imali, kao što su otpornost na vjetar i oblikovnu memoriju. Trenutno se radi na pokušajima da se ovaj proces pravljena nelomljivih nanogreda dovede na skalu veličine A4 formata sa njegovog trenutnog milimetarskog formata. Ipak, nemojte očekivati da ovaj materijal vidite u strukturalnoj uporabi ili oblaganju. Njegovo korištenje će se najvjerovatnije moći vidjeti u sklopu baterijskih čelija, pametnih prozora i turbina za vjetar.

Otporni završni sloj koji se sam čisti

Novi završni i zaštitni slojevi koji se mogu nanositi na staklo, čelik, papir i druge materijale imaju otpornost na vlagu čak i nakon što bivaju izloženi ogrebotinama ili ulju, a što predstavlja tipične slabe tačke za konvencionalne zaštine slojeve. Ovaj otporni završni sloj razvili su istraživači sa univerzitetskog koledža u Londonu. Ovaj materijal napravljen je od nanočestica koje su obložene sa titanijum oksidom. Tajna njegove otpornosti jeste u odbijanju invazivnih substanci sa svoje površine i otklanjanju prljavštine u tom procesu. Iako se ovaj premaz trenutno koristi za premazivanje površina od 20 centimetara, razvijači premaza su ubjeđeni kako se njegova uporaba može, uz malo truda, povečati. Uskoro bi ovaj premaz mogao dobiti svoje mjesto i široku uporabu autoindustriji u smislu vodootpornog premaza, a eventualno bi se mogao početi koristiti i za izradu trajnih i samoodrživih fasada koje bi bolje mogle oduprijeti vremenskim elementima od trenutnih opcija na tržištu.

Savijači valova

Istraživači sa Univerziteta Misuri razvili su novi način kontrolisanja elastičnih valova. Sada elastični valovi mogu putovati kroz materijal bez da poremeta kompoziciju samog materijala. Ova inovacija mogla bi zaštititi strukture od seizmičkih događaja. Tim koji je razvio ovu metodu, ugravirao je geometrijski mikrostrukturalni uzorak u čeličnu ploču da bi ona bila u stanju da savije ili prelomi elastične i akustične valove, te ih na taj način udalji od mete. Preusmjeravanjem šok valova koji nose masivnu energiju oko važnih infrastruktura ili rezidencijalnih zgrada pomoću ovog metamaterijala mogu se zaštititi i spasiti ljudski životi, ali i razne stambene i infrastrukturalne vrijednosti od katastrofalnih zemljotresa i cunamija. Tim koji radi na razvijanju ovog materijala izabrao je čelik, ali oni kažu kako se mogu koristiti i drugi materijali kao što su plastika i slično te imati iste ili slične funkcije.

Više kvalitetnijeg grafena

Istraživači sa Caltech instituta u Kaliforniji tvrde kako su pronašli brži način za masovnu proizvodnju grafena – ultratankog i veoma izdržljivog i snažnog nanomaterijala koji je otkriven 2004. godine na Univerzitetu Mančester u Velikoj Britaniji. Oni također tvrde da je grafen koji oni mogu proizvesti mnogo kvalitetniji od grafena koji se do sada mogao proizvoditi. Njihova metoda proizvodnje koja podrazumjeva pravljenje veće količine ovog dragocjenog materijala bazira se na procesu koji dozvoljava stvaranje i rast grafena koji je glađi i jači od grafena koji nastaje termalnim procesom. Ipak, ova metoda ne traje duže od konvencionalne metode pravljenja grafena, istraživači čak tvrde kako trenutno nastoje svesti proces proizvodnje sa nekoliko sati na nekoliko minuta, ali i na povečavanju uzoraka sa nekoliko milimetara na nekoliko centimetara.

Jači beton

Na Purdue Univerzitetu, istraživači betonu dodaju celulozne nanokristale iz drvenih vlakana. Do sada se pokazalo da materijali koji se armiraju nano česticama bivaju puno bolji od konvencionalnih materijala kako u svojim mehaničkim, tako i u kemijskim svojstvima. Do sada najučljiviji atributi nano ojačanih materijala u odnosu na konvencionalne materijale su snaga, izdržljivost, otpornost na udar i fleksibilnost. Kada se nanočesticama ojačaju materijali poput betona, one pomažu da se smanji negativni uticaj cjelokupne strukture na okolinu jer se koristi manje materijala za postizanje sličnog efekta. Nanokristalni aditiv može se dobiti kao nusprodukt industrijske agrikulture, bioenergije ili proizvodnje papira.  Dodatak nanokristala betonu poboljšava karakteristike betona, a jedna od najbitnijih jeste efikasnije korištenje vode u samom procesu nastanka betona. Naime,voda u nastanku betona ojačanog nanokristalima ne utiče znatno na težinu ili gustoću betona. Iz Purdue Unvirziteta kažu kako ne namjeravaju stati samo na betonu, nego planiraju i ostale građevinske materijale ojačati sa ovim nanokristalima. Ipak, trenutno su fokusirani na beton i podizanje ovog dostignuća na veću skalu, a smatraju da će im to poći za rukom kroz nekoliko godina istraživačkog rada i testiranja.

m-Kvadrat