За последние два с половиной столетия мир пережил три промышленные революции. Во время первой началось
строительство заводов и фабрик, а люди стали перебираться из деревень в города. Вторая привела к возникновению новых отраслей: электроэнергетики, автомобилестроения, нефтехимической промышленности. Третья запомнилась развитием связи, появлением персональных компьютеров и смартфонов. И сейчас мы снова стоим на пороге перемен. Какими они будут? Рассказываем о новых разработках, которые уже начали менять нашу реальность.
Современные инновации в строительстве
«Умное» стекло
Смарт-стекло — инновационный материал, прозрачностью которого можно управлять. Внутри находится жидкокристаллическая пленка, к которой подведен ток низкого напряжения. Когда электричество выключено, кристаллы пленки располагаются хаотично и образуют матовую поверхность. Ток упорядочивает их расположение, и стекло становится прозрачным.
В обоих случаях способность материала пропускать свет не меняется. Это делает смарт-стекло современной альтернативой жалюзи и шторам. Но у материала есть и недостаток — высокое энергопотребление.
Прозрачная древесина
Ученые из США и Швеции создали необычный стройматериал — прозрачную древесину. Днем она поглощает тепло, а ночью удерживает его в помещении. Потребность в искусственном освещении и отоплении уменьшается, а вместе с ней и расходы на коммунальные платежи.
Для создания наноматериала исследователи удалили из натуральной древесины лигнин, молекулы которого придают характерный цвет, и заполнили образовавшиеся поры акрилом. Готовые бруски покрыли эпоксидной смолой — это увеличило их прочность в 4–5 раз.
По мнению ученых, прозрачная древесина в будущем может стать экологичной альтернативой пластиковым оконным рамам и бетонным стенам. Она сокращает потребность в использовании материалов на основе нефти, а, значит, в атмосферу попадет меньше парниковых газов.
Энергосберегающие кирпичи
Группа ученых из Университета Вашингтона в Сэнт-Луисе создала кирпичи, способные накапливать и хранить солнечную энергию. В состав стройматериала входит энергосберегающий полимер. Эксперимент показал, что каждый кирпич может обеспечивать питание небольшой лампочки. А 50 кирпичей достаточно, чтобы зажечь аварийное освещение. По словам специалистов по разработке, в будущем энергетический потенциал наноматериала может быть увеличен в 10 раз.
Сейчас для хранения энергии используют литий-ионные батареи, но их производство приводит к выбросам парниковых газов, а неправильная утилизация — к загрязнению окружающей среды токсичными металлами и пожарам. Энергосберегающие кирпичи безопаснее для экологии: их можно переработать до 10 тысяч раз, прежде чем они утратят свои свойства.
«Живой» бетон
Ученые из университета штата Колорадо в Боулдере вырастили «живые» строительные блоки из песка, гидрогеля и колоний цианобактерий рода Synechococcus. В процессе размножения бактерии заполняют пространство формы, а при отмирании превращаются в карбонат кальция — основной ингредиент бетона.
«Живые» стройматериалы способны самовосстанавливаться, заполняя трещины и сколы. Кроме того, они краснеют при повышении концентрации токсичных веществ в воздухе. Ученые предполагают, что из таких блоков можно будет строить дома для первых колонизаторов Марса.
Графен
За это новое открытие русские ученые Константин Новоселов и Андрей Гейм в 2010 году получили Нобелевскую премию. Графен состоит из атомов углерода. Он в 300 тысяч раз тоньше листа бумаги и при этом прочнее стали и алмаза. Кроме того, графен обладает хорошей теплопроводностью, гибкостью и упругостью.
Изобретение активно применяют в строительстве. Так, если включить его в состав стальных конструкций, они станут более легкими и прочными. А еще он способен в четыре раза увеличить влагоустойчивость бетона.