Những phát minh mới trong ngành tái tạo năng lượng và vật liệu xây dựng được mong chờ nhất trong năm 2017 là gì? Đó chính là 5loại vật liệu “thần kì” dưới đây.
Việc dự đoán vật liệu mới được xem xét trên nhiều yếu tố như tiềm năng phát triển công nghiệp, yếu tố kinh tế, và các giá trị mang tính thời sự (như khám phá mới). Những vật liệu mới trong năm 2017 đã được chuyên gia nghiên cứu về kiến trúc và vật liệu Blaine Brownell – thành viên Hiệp hội kiến trúc sư Mỹ AIA tiết lộ. Dưới đây là 6 vật liệu mới đáng quan tâm.
1. Xi măng được lập trình trước (Programmable Cement)
Bê tông là loại vật liệu được tiêu thụ nhiều nhất của con người. Nó luôn là vấn đề được các nhà nghiên cứu vật liệu quan tâm và tìm cách phát triển. Mặc dù nó có mặt ở khắp mọi nơi nhưng bê tông vẫn nắm giữ nhiều bí mật cần khám phá. Một ví dụ như gần đây người ta phát hiện ra xi măng trong bê tông bị carbon hóa theo thời gian. Người ta đã buộc phải xem xét lại tính hiệu quả của loại nguyên liệu này dưới tác động của môi trường. Những nghiên cứu như vậy nhấn mạnh nhu cầu hiểu rõ hơn và hình dạng vật liệu ở mức độ phân tử.
Và Phòng thí nghiệm Đa vật liệu tại Đại học Rice đã ra các nguyên tắc hoạt động của các hạt xi măng canxi-silicat-hydrate (C-S-H) trước đây và sử dụng kiến thức này để lập trình các hạt theo những cách kiểm soát cao. Đó là bước đầu tiên để kiểm soát động học của xi măng để có được hình dạng mong muốn. Các nhà nghiên cứu đã gọi đây là loại xi măng có thể lập trình được.
Cách họ tạo nên khối hình lập phương, chữ nhật cho phân tử xi măng bằng cách thêm một lượng nhỏ các chất hoạt động bề mặt ion dương, âm và canxi silicat vào C-S-H. Sau đó phơi hỗn hợp này trong carbon dioxide và âm thanh siêu âm. Các hạt tinh thể sẽ hình thành xung quanh bê mặt phân tử xi măng trong vòng 25 phút. Trong khi đó việc giảm silicat canxi mang lại dạng hạt hình cầu và các khối nhỏ hơn, từ đó nó hình thành các khối cầu và khối liên động.
Một khi các hạt 'calcite' được hình thành, họ kích hoạt các phân tử xung quanh chúng để tự lắp ráp thành các khối hình lập phương, chữ nhật, hình cầu và các hình dạng khác đượcđặt hàng. Các mô hình cực nhỏ và các hình dạng khácđược sử dụng làm 'hạt giống' trong xi măng có thể lập trình cho bê tông thân thiện hơn, ít xốp hơn và thân thiện với môi trường hơn.
Bê tông được sử dụng ngày nay là một loại keo vô định hình có độ rỗ đáng kể làm giảm độ bền. Phát hiện này sẽ khiến bê tông trở nên cứng chắc hơn, bền hơn, ít độ rỗng. Độ rỗng kém sẽkhiến cho các hóa chất không mong muốn gặp phải khó khăn trong việc tìm đường đi qua bê tông, do đó nó có thể bảo vệ cốt thép thép tốt hơn. Việc này sẽ tạo nên một số lợi ích về môi trường bởi trong tương lai, người ta sẽ cần ít bê tông hơn.
2. Gỗ cứng ghép - Hardwood Cross Laminated Timber (CLT)
Một vật liệu xây dựng thông thường khác đang được quan tâm là gỗ. Ngành công nghiệp xây dựng hiện đang bị mê hoặc bởi gỗ khối, dựa trên sự phát triển của các phương pháp xây dựng cao tầng mới. Đặc biệt là sử dụng vật liệu cô lập cácbon có khả năng tái tạo nhanh và hiệu quả cao hơn bê tông và thép. Trong một lĩnh vực đang phát triển của các sản phẩm gỗ cứng trên nền gỗ, một đối thủ nặng ký đã xuất hiện: gỗ cứng ghép (Hardwood Cross Laminated Timber - CLT).
Văn phòng kiến trúc sư DRMM tại London đã phát triển bảng kiểm soát tốc độ phát triển CLT của cây Tulip (Uất Kim Hương) ở Bắc Mỹ. Chúng đang phát triển nhanh chóng với sự cộng tác của công ty kỹ thuật toàn cầu ARUP và Hội đồng xuất khẩu gỗ cứng Mỹ. Phát kiến này được đặt tên là Leno CLT.
Công trình Nụ Cười - Văn phòng kiến trúc Alison Brooks trong Festival Thiết kế London mới đây.
Không giống như CLT điển hình, bao gồm cây vân gỗ mềm, phiên bản cây Tulip mạnh hơn và thậm chí còn mạnh hơn bê tông theo trọng lượng và được coi là có ngoại hình vượt trội. Hơn nữa, Leno CLT được sản xuất từ các nguyên liệu có thể tái tạo nhanh chóng và có thể được sản xuất với kích thước lớn hơn, chẳng hạn như đường ống dài 14 m được làm từ CLT có tên Nụ Cười tại Anh.
(Còn tiếp)
Blaine Brownell
1.060 lượt xem
