Grafen u arhitekturi

Grafen je poznat kao jedan od najjačih materijala koji je nauci poznat zbog svog sastava jednog jedinjenja atoma ugljika u šestougaonoj mreži. To je ujedno i jedan od najboljih materijala koje je čovječanstvo poznavalo, 200 puta je jači od čelika, a istovremeno 6 puta lakši. Uz to je izvrstan provodnik toplote i električne energije. U kombinaciji s drugim elementima, uključujući plinove i metale, može proizvesti nove materijale superiornih svojstava.

Građevinska industrija grafen vidi kao priliku da bude učinkovitiji i održiviji. Naučnici u Velikoj Britaniji otkrili su način da ga ugrade u beton, značajno povećavajući otpornost i nepropusnost materijala. Istraživači tvrde da je sačinjeni materijal “dvostruko jači i četiri puta nepropusniji od postojećih betona”. Razvijena tehnologija koristi nanotehnologiju za stavljanje atomskih sitnih fragmenata grafena suspendiranog u vodu koja se koristi za betonsku smjesu. Ovaj postupak zahtijeva manje materijala od tradicionalne izrade što drastično smanjuje ugljični otisak, što rezultira betonom koji nije samo jak, već i održiv. Moguće je smanjenje od čak 446 kg po toni emisije ugljika.

Svojstva grafena

Čvrstoća: 200 puta jača od čelika.

Debljina: To je najfiniji materijal ikad otkriven. Milion puta tanji od vlasi kose.

Nepropusnost: Nepropusan za sve, osim za vodu, što može pomoći filtraciji.

Potpuno savitljiv i fleksibilan.

Vodljivost: najviše provodljiv materijal, sto puta provodljiviji od bakra.

Dvodimenzionalnost: prvi je otkriveni dvodimenzionalni materijal.

Ugljične nanocjevčice pomiješane sa čelikom također predstavljaju nevjerojatno inovativne svrhe u gradnji. Oni se u osnovi sastoje od slojeva grafena sastavljenih poput savršenih cilindara, a njihova nevjerojatna mehanička svojstva mogu se koristiti, na primjer, u kablovima za naprezanje mostova. Također se mogu ugraditi u beton da djeluju kao potporna vlakna, što rezultira betonskom mješavinom koja može upravljati istezanjem i kompresijom mnogo bolje nego tradicionalne verzije.

Druga linija istraživanja koje su sproveli istraživači iz Kine razvila je takozvani “grafenski aerogel”. Sastoji se od izuzetno lagane krutine s impresivnim svojstvima poput termičke izolacije. S gustoćom od samo 0,16 miligrama po cm3, pokazalo se da ovaj materijal djeluje kao otopina protiv reakcija dodanih alkalija (koje se manifestiraju kao pukotine na betonu), kao antikorozivni premaz miješanih konstrukcija (betona i čelika) i kao termoakustični izolator. Svojom visokom mehaničkom otpornošću i visokim elastičnim rekuperacijskim svojstvima, grafenski aerogel već se smatra najlakšim materijalom razvijenim u laboratoriju u današnje vrijeme. Sastavljen je od materijala niske gustoće u čvrstom stanju dobivenih iz gela, a njegova tekuća komponenta supstituirana je plinom.

Grafen obećava velike inovacije za izgradnju u budućnost i važno je napomenuti da se on neće moći koristiti samostalno, barem u konstrukcijske svrhe. Stoga će građevinski materijali na temelju grafena možda trebati neko vrijeme da postanu stvarna opcija koju treba razmotriti u arhitekturi, unatoč brzom napretku dosadašnjih istraživanja. S obzirom da je to industrija koja jako zagađuje okoliš, ključno je pronaći više ekoloških načina gradnje za smanjenje emisija ugljika u cijelom svijetu i zaštitu okoliša. Grafen može pomoći u održivijoj budućnosti.

m-Kvadrat

print