Чтобы совершить прорыв в инженерии – “из лаборатории в строительную площадку”, потребуются десятилетия. Но по мере того, как архитекторы и инженеры сталкиваются с более серьезными проблемами - от землетрясений до истощения ресурсов и чистой стоимости – появляется новое поколение интеллектуальных материалов.
Краска, способная увидеть трещины в конструкции
Это образ, который вы видели в фильмах об ограблениях: компьютерный эксперт команды может найти модель любого здания и сказать, когда она была взломана. Разрабатывается практическая версия этого классического клише, используя проводящую краску. Исследователи объяснили, как работает система: во-первых, электроды размещаются по наружной территории здания. Затем поверх них накладывается токопроводящая краска. После этого через электроды в различных комбинациях пропускается ток. Сложный алгоритм может определить, изменился ли электрический потенциал - если это произошло, система может определить, где. Этот вид краски может быть неоценимым для старых зданий или построек в зонах землетрясений. Или, его можно использовать для отслеживания любых структурных трещин на атомных электростанциях.
Канат из углеродного волокна, увеличивающий высоту небоскребов вдвое
Одним из основных факторов, удерживающих высоту сверхвысоких зданий, является технология лифтов: на определенной высоте количество стального троса, необходимого для подъема людей, становится слишком тяжелым, а количество отдельных лифтов, необходимых для достижения вершины, стремительно растет. Была разработана альтернатива: веревка из углеродного волокна, которая на 90 процентов легче и может выдерживать подъемники, высота которых вдвое превышает допустимый предел. Это также изменит способ обслуживания лифтов, поскольку углеродное волокно прослужит вдвое дольше, чем стандартный стальной трос.
Пластик, который светится на ветру
Механолюминесценция - это явление, при котором определенный материал загорается, когда подвергается физической нагрузке. В случае с этим материалом ученные наполнили пластик цветными люминофорами, сделанными из сульфида цинка, легированного медью. Для “не химиков” – эта комбинация дает белый свет при механической нагрузке. Чтобы использовать энергию ветра, исследователи сформовали пластик в трубки - когда дует ветер, трубки отклоняются, и появляется свет. Легко представить, как такой материал может изменить наш созданный мир. Представьте фасады, которые светятся на ветру, или светящиеся маяки, передающие информацию о погодных условиях.
Совершенно невидимые солнечные элементы
Если вы когда-либо сидели в комнате с фотоэлектрическими панелями на окнах, вы знаете, что легко распознать характерный мерцающий радужный цвет ячеек. Исследователи разработали совершенно другой тип “солнечного концентратора”, который можно установить поверх любого окна. Материал использует преимущества невидимых длин волн света - ультрафиолетового и ближнего инфракрасного - проталкивая их к солнечным элементам, встроенным по краям панелей. В результате получается материал, который может выделять энергию солнечного света в любом количестве практических ситуаций – например, на экранах гаджетов, а также в окнах и дверях.
Бамбук, устойчивый к стали и бетону
Бамбук недорогой, быстро растет и на удивление крепкий. Вот почему стали изучать, как получить «больше отдачи от затраченных средств», когда дело доходит до использования его в строительстве. Проверили, как и почему бамбук является таким конструктивным. Обнаружено, что материал по краям бамбукового стержня на самом деле плотнее и прочнее, чем материал в середине, и они предполагают использовать его для создания вторичного строительного материала, такого как фанера, чтобы сделать дома и здания более прочными и дешевыми, и менее вредными для окружающей среды.
Умные кирпичи, которые действуют как Lego
Lego – блестящее решение для сборной архитектуры. Его детали быстро соединяются и не оставляют посторонних отходов, а отверстия могут обеспечить дополнительное пространство для проводки, водопровода и даже структурного усиления. Вот почему хотят использовать Lego в качестве основы для реального строительного материала. Как и игрушка, эти формованные из бетона кирпичи «защелкиваются» вместе со слоем клея, похожего на раствор, но «отверстия» на самом деле можно продеть с помощью арматуры для дополнительной структурной арматуры. А одну сторону каждого кирпича можно снять, чтобы получить доступ к хранящимся внутри службам.
Обои, которые заряжают ваш телефон
Звук может передавать энергию, специалисты хотят превратить эту технологию в строительный продукт. Вот как это работает: передатчик принимает электричество и превращает его в ультразвук. Ресивер на вашем беспроводном устройстве улавливает этот звук и превращает его обратно в энергию. Можно будет заряжать любое устройство во время прогулки по дому.
Прямо сейчас ученые сосредоточились на использовании своих технологий в обоях или произведениях искусства, но легко представить, как в конечном итоге эти передатчики могут быть встроены во всевозможные материалы – окружающая сеть ультразвука, охватывающая целые здания.
