10 Самовосстанавливающийся бетон
Бетон является единственным наиболее широко используемым строительным материалом в мире. В прошлом единственный способ починить треснувший бетон состоял в том, чтобы залатать его, укрепить или сбить и начать с нуля. Но теперь уже нет. В 2010 году аспирант и профессор химического машиностроения Университета Род-Айленда создал новый тип" умного " бетона, который "лечит" собственные трещины. Бетонная смесь заполнена крошечными капсулами силиката натрия. Когда образуется трещина, капсулы разрываются и высвобождают гелеобразный целебный агент, который затвердевает, чтобы заполнить пустоту. Это не единственный метод самовосстановления бетона. Другие исследователи использовали бактерии или встроенные стеклянные капилляры или полимерные микрокапсулы для достижения аналогичных результатов. Однако исследователи из Род-Айленда считают их метод наиболее экономичным.
Продление срока службы бетона может иметь огромные экологические преимущества. На мировое производство бетона в настоящее время приходится 5 процентов глобальных выбросов углекислого газа. Умный бетон не только сделает наши конструкции безопаснее, но и сократит выбросы парниковых газов.
9 Углеродные нанотрубки
Нанометр - это одна миллиардная часть метра. Это невероятно мало. Один лист бумаги - это 100 000 нанометров. Ваш ноготь растет примерно на 1 нанометр каждую секунду. Даже нить вашей ДНК имеет ширину 2,5 нанометра. Создание материалов в "наноразмерном" масштабе казалось бы невозможным, но с помощью передовых методов, таких как электронно-лучевая литография, ученые и инженеры успешно создали углеродные трубки со стенками толщиной всего 1 нанометр.
Когда большая частица делится на все более мелкие части, доля ее поверхности к массе увеличивается. Эти углеродные нанотрубки имеют самое высокое отношение прочности к массе любого материала на Земле и могут растягиваться в миллион раз дольше, чем их толщина. Углеродные нанотрубки настолько легки и прочны, что их можно встроить в другие строительные материалы, такие как металлы, бетон, дерево и стекло, чтобы добавить плотность и прочность на растяжение. Инженеры даже экспериментируют с наноразмерными датчиками, которые могут отслеживать напряжения внутри строительных материалов и выявлять потенциальные трещины или трещины до их возникновения.
8 Прозрачный алюминий
На протяжении десятилетий инженеры-химики мечтали о материале, который сочетает в себе прочность и долговечность металла с кристально чистотой стекла. Такой "прозрачный металл" можно было бы использовать для строительства высоких небоскребов со стеклянными стенами, которые требуют меньше внутренней поддержки. В защищенных военных зданиях можно было установить тонкие прозрачные металлические окна, непроницаемые для артиллерийского огня самого высокого калибра. И подумайте о чудовищном аквариуме, который вы могли бы построить из этого материала!
Еще в 1980-х годах ученые начали экспериментировать с новым типом керамики, изготовленной из порошкообразной смеси алюминия, кислорода и азота. Керамика - это любой твердый, обычно кристаллический материал, который производится в процессе нагрева и охлаждения. В этом случае алюминиевый порошок помещают под огромное давление, нагревают в течение нескольких дней при температуре 2000 градусов по Цельсию и, наконец, полируют, чтобы получить совершенно прозрачный, стеклоподобный материал с прочностью алюминия.
7 Проницаемый бетон
Природа по-своему отфильтровывает токсины из дождевой воды . Почва-великолепный фильтр для металлов и других неорганических материалов. По мере того как дождевая вода проходит вниз через уровни почвы, микроорганизмы и корни растений поглощают избыток химических веществ. Зная это, инженеры создали новый тип проницаемого бетона, который позволяет дождевой воде проходить прямо через тротуар и позволяет природе делать свою работу.
Проницаемый бетон изготавливается из более крупных зерен камня и песка, оставляя от 15 до 35 процентов открытого пространства в дорожном покрытии. Плиты из проницаемого бетона укладываются поверх гравия или другого пористого основного материала, который позволяет дождевой воде оседать на грунт под ним. Проницаемый бетон-отличная замена асфальту на парковках. Это не только значительно уменьшает сток, но и более светлый цвет бетона отражает солнечный свет и остается прохладным летом.
6 Аэрогелевая изоляция
Если бы знаменитая мраморная статуя Давида Микеланджело была сделана из аэрогеля, она весила бы всего 2 килограмма! Аэрогель - это одно из наименее плотных веществ на Земле, похожее на пену твердое вещество, которое сохраняет свою форму, несмотря на то, что оно почти такое же легкое, как воздух. Некоторые типы имеют плотность всего в три раза тяжелее воздуха, но обычно аэрогели в 15 раз тяжелее воздуха.
Вы можете думать о геле как о влажном веществе, таком как гель для волос. Но аэрогель получается путем удаления жидкости из геля. Все, что осталось, — это структура кремнезема, которая на 90-99 процентов состоит из воздуха. Аэрогель почти невесом, но может быть раскручен в тонкие листы аэрогелевой ткани. В строительных проектах аэрогелевая ткань демонстрирует "сверхизолирующие" свойства. Его пористая структура затрудняет прохождение тепла. В ходе испытаний аэрогелевая ткань имела в два-четыре раза большую изоляционную способность, чем традиционная стекловолоконная или пенопластовая изоляция. Как только цена упадет, он может быть широко использован в строительстве.
5 Термореактивные плитки
Сегодня компания под названием Moving Color производит стеклянные декоративные плитки, покрытые термохромной краской, которые "оживают" при изменении температуры поверхности. При комнатной температуре плитка глянцево-черная, но когда вы дотрагиваетесь до нее — или польете теплой водой, — цвета изменяются, как северное сияние, в переливчатые синие, розовые и зеленые.
4 Конструкция роя роботов
Один из самых изобретательных строителей природы-скромный Термит. С мозгом размером с песчинку, он работает вместе с сотнями тысяч товарищей по термитнику, чтобы построить колоссальные и сложные структуры грязи. Каждый Термит работает в одиночку в соответствии с генетически запрограммированными правилами поведения. Вместе, как рой единомышленников, они создают монументальные произведения из грязи. Вдохновленные термитами, исследователи из Гарвардской исследовательской группы по самоорганизующимся системам создали небольшую строительную робототехнику, запрограммированную на совместную работу в виде роя. Четырехколесные роботы могут строить кирпичные стены, поднимая каждый кирпич, взбираясь на стену и укладывая кирпич на открытом месте. У них есть датчики для обнаружения присутствия других роботов и правила для того, чтобы убираться с пути друг друга. Подобно термитам, никто не" контролирует " их, но они запрограммированы на коллективное построение определенной конструкции.
Представьте себе: роящиеся роботы, строящие дамбы вдоль опасно затопленной береговой линии; тысячи крошечных роботов, строящих космическую станцию на Марсе; или глубоководные газопроводы, собираемые плавающими роями ботов.
3 Напечатанные 3D дома
Голландская архитектурная фирма запустила амбициозный проект public art по строительству трехмерного печатного дома. Но Сначала они должны были построить один из крупнейших в мире 3D-принтеров, названный Kamermaker или "создатель комнаты"." Используя тот же самый пластиковый исходный материал, что и мелкомасштабные 3D-принтеры, Kamermaker может печатать большие пластиковые компоненты LEGO, которые будут собраны в отдельных комнатах дома. Затем комнаты будут соединены вместе — опять же, подумайте о LEGO — с печатными экстерьерами дома, спроектированными так, чтобы выглядеть как традиционный голландский дом на канале.
Тем временем китайская строительная компания строит дома с помощью гигантского 3D-принтера, который распыляет слои цемента и строительных отходов для сборки домов. Компания говорит, что дома будут стоить менее 5000 долларов каждый, и она может производить до 10 из них в день.
2 Умные Дороги
Одна из самых захватывающих новых идей - это дорожное полотно, которое действует как зарядное устройство для электромобилей. Новозеландская компания уже построила большую "силовую площадку", которая может по беспроводной сети заряжать припаркованный электромобиль. Следующий шаг - внедрить технологию беспроводной зарядки в фактическое дорожное покрытие, чтобы электромобили могли заряжаться на ходу. Больше никаких заправок!
Другие интригующие идеи, которые могут однажды сбыться, включают в себя дорожные покрытия, которые поглощают солнечный свет для выработки электричества, или — еще круче — встраивание дороги с пьезоэлектрическими кристаллами, которые улавливают вибрации проезжающих автомобилей и преобразуют их в полезную энергию.
1 Здание из CO2
Как и Гарвардская команда "по термитом", исследователи Массачусетского технологического института также были вдохновлены природой, на этот раз морским ушком. Как и другие ракообразные, морское ушко может преобразовывать океанический CO2 и минералы в карбонат кальция, чтобы построить свои твердые как камень раковины. Исследователи выделили фермент, который морское ушко использует для минерализации CO2, и разработали партию дрожжей для его производства. Стакан, полный генетически модифицированных дрожжей, может производить 1 килограмм твердого карбоната только из 0,5 килограмма С02. Представьте себе, сколько углеродных кирпичей они могли бы сделать с 30 миллиардами метрических тонн CO2, ежегодно выбрасываемых в атмосферу Земли.
Благодарим Вас за посещение нашего канала.
- Ставьте лайки!
Интересное с нашего канала:
Почему мы видим лица в предметах?
Гарнитура, которая читает мысли
5 президентов США и их автомобили
Создание невообразимого шедевра из шоколада
Эти забавные животные: Дельфин и собачка играют в догонялки
8 интересных фактов о Тихом океане
Юмор на канале:
Кот попал в коровник
Филиппинские войска в действии
Очень смешная реклама из Тайланда