English
Αναμένεται ότι έως το 2050, η ταχεία εξάντληση των πρώτων υλών θα αφήσει τον κόσμο χωρίς αρκετή άμμο και χάλυβα για την κατασκευή σκυροδέματος. Από την άλλη πλευρά, το κόστος κατασκευής συνεχίζει να αυξάνεται, με αύξηση μεταξύ 5% και 11% από πέρυσι. Και όσον αφορά τον αντίκτυπό της στο περιβάλλον, ο κατασκευαστικός κλάδος εξακολουθεί να ευθύνεται για το 23% της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, το 50% της κλιματικής αλλαγής, το 40% της ρύπανσης του πόσιμου νερού και το 50% των απορριμμάτων των χωματερών. Προφανώς, η κατασκευαστική βιομηχανία, το περιβάλλον και η ανθρώπινη φυλή αντιμετωπίζουν πολλές προκλήσεις που επηρεάζονται η μία από την άλλη, αλλά είναι ο άνθρωπος που βρίσκεται σε μεγαλύτερη μειονεκτική θέση.
Ως απάντηση σε παγκόσμιες προκλήσεις όπως η κλιματική αλλαγή, οι διακρίσεις, και φυσική ευπάθεια, σχεδιαστές και μηχανικοί από όλο τον κόσμο έχουν αναπτύξει καινοτόμα δομικά υλικά που βάζουν την ανθρώπινη ευημερία πρώτη σε έργα αστικών, αρχιτεκτονικής και εσωτερικού χώρου. Από την αρχή της ανθρωπότητας, τα υλικά διαμορφώνουν την ανθρωπότητα, φέρνοντας εργαλεία που έχουν προωθήσει τις κοινωνικές, οικονομικές και πολιτικές δομές της ανθρώπινης φυλής. Γρήγορα προς τη σύγχρονη εποχή και τις εξελισσόμενες ανάγκες, τα καινοτόμα σχέδια, μαζί με υλικά και τεχνολογίες αιχμής διαμορφώνουν τις βιομηχανίες, τις οικονομίες και, τελικά, το μέλλον. Την τελευταία δεκαετία, ωστόσο, είδε μια άνευ προηγουμένου εστίαση στην ανθρώπινη ευημερία, είτε αυτή είναι σωματική, συναισθηματική ή ψυχική, η οποία έγινε αφετηρία για την ανάπτυξη νέων υλικών.
Το τσιμέντο / σκυρόδεμα που εκπέμπει φως ήταν ένα από τα πιο ολοκληρωμένα δομικά υλικά την τελευταία δεκαετία. Μαζί με την ικανότητά του να φωτίζει αυτοκινητόδρομους, δρόμους και ποδηλατόδρομους τη νύχτα χωρίς τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας, διασφαλίζοντας την ασφάλεια των πεζών, το καινοτόμο υλικό μπορεί επίσης να αντισταθμίσει την κακή περιβαλλοντική απόδοση του υλικού. Πρόσφατα, προπτυχιακοί φοιτητές μηχανικής στο Αμερικανικό Πανεπιστήμιο στο Κάιρο ανέπτυξαν ένα βιοφωταυγές σκυρόδεμα που απορροφά το ηλιακό φως, το οποίο εκπέμπει την ενέργειά του τη νύχτα ως φωτεινές ακτίνες «για να μειώσει τη μαζική ποσότητα ενέργειας που χρησιμοποιείται στο φωτισμό των αυτοκινητοδρόμων και τη σήμανση των δρόμων που απαιτείται για την ασφάλεια βόλτες». Το σκυρόδεμα που λάμπει στο σκοτάδι θεωρείται από καιρό ως σημαντική λύση για τον αντίκτυπο του κατασκευαστικού κλάδου στην κλιματική κρίση. Αρχικά αναπτύχθηκε από τον Δρ. Jose Carlos Rubio από το Πανεπιστήμιο Michoacan του Saint Nicholas of Hidalgo στο Μεξικό, η καινοτομία τροποποιεί τη μικροδομή του τσιμέντου για να εξαλείψει τους κρυστάλλους, έτσι ώστε όταν συνδυάζεται με το νερό, αλλάζει σε μορφή γέλης, απορροφά την ηλιακή ενέργεια. και το απελευθερώνει με τη μορφή φωτός.
Αν και κάθε υλικό έχει τη δική του διάρκεια ζωής, τα περισσότερα δομικά υλικά, ειδικά τα σύνθετα υλικά, τείνουν να αλλοιώνονται μετά από αρκετά χρόνια αντοχής και έκθεσης σε εξωτερικούς παράγοντες. Τα υλικά συχνά παρουσιάζουν αυτή τη φθορά, όπως μέσω ρωγμών, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, οι ζημιές τείνουν να μην ανιχνεύονται, δημιουργώντας φυσικό κίνδυνο για τα άτομα που χρησιμοποιούν συνεχώς αυτές τις επιφάνειες. Αντιμετωπίζοντας αυτό το δίλημμα, οι ερευνητές της ETH Zurich σε συνεργασία με ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Fribourg ανέπτυξαν έναν νέο τύπο laminate που αλλάζει χρώμα μόλις παραμορφωθεί το υλικό. Με στόχο την ανάπτυξη νέων τεχνικών για την έγκαιρη ανίχνευση βλαβών ή πιθανής αστοχίας ορισμένων υλικών, το ελαφρύ σύνθετο laminate αποτελείται από εναλλασσόμενα στρώματα πλαστικού πολυμερούς και τεχνητού μαργαριταριού. Το φίλντισι αναπτύχθηκε αποκλειστικά από το Complex Materials Laboratory και βασίζεται στο κέλυφος του μυδιού, με πολλά γυάλινα αιμοπετάλια συμπιεσμένα και διατεταγμένα παράλληλα, καθιστώντας το εξαιρετικά σκληρό και ανθεκτικό στη θραύση. Το δεύτερο στρώμα αποτελείται από ένα πολυμερές με ένα πρόσθετο μόριο δείκτη. Αυτό το μόριο ενεργοποιείται μόλις το πολυμερές βιώσει δυνάμεις τάνυσης αλλάζοντας τον φθορισμό του. Όσο περισσότερο τεντώνεται το υλικό, τόσο περισσότερα από αυτά τα μόρια ενεργοποιούνται, οδηγώντας σε πιο έντονο φθορισμό.
Ως χώρα πολύ επιρρεπής σε σεισμούς, η Ιαπωνία άρχισε πρόσφατα να χρησιμοποιεί ράβδους κλώνου CABKOMA στους εξωτερικούς χώρους των κτιρίων της. Όπως φαίνεται στα Κεντρικά Γραφεία της Komatsu Seiren της Kengo Kuma, αυτό το σύνθετο θερμοπλαστικό ανθρακονήματα χρησιμοποιείται ειδικά για λόγους ανθεκτικότητας προστατεύοντας τις κατασκευές από σεισμούς. Μαζί με τα αισθητικά του χαρακτηριστικά, είναι ο ελαφρύτερος σεισμικός οπλισμός στον κόσμο με υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό.
Για να ανιχνεύσει πότε οι χρήστες οδηγούν στο πεζοδρόμιο, η εταιρεία μικροκινητικότητας Lime έχει δημιουργήσει τη δική της τεχνολογία ανίχνευσης πεζοδρομίου που βασίζεται σε κάμερα. Παρόλο που το έργο θα εναπόκειται στις πόλεις να επιλέξουν εάν θα ειδοποιήσουν ακουστικά τους αναβάτες, θα τους επιβραδύνουν πραγματικά ή και τα δύο, και οι δύο λειτουργίες είναι διαθέσιμες. Οι πόλεις κατηγορούν εδώ και καιρό τις εταιρείες μικροκινητικότητας και τους αναβάτες σκούτερ για την οδήγηση στο πεζοδρόμιο, αλλά σπάνια ανέλαβαν την πρωτοβουλία να επενδύσουν σε κατάλληλα προστατευμένους ποδηλατόδρομους. Αυτό έχει αναγκάσει αρκετούς μεγάλους χειριστές να εφαρμόσουν κάποια μορφή προηγμένου συστήματος υποβοήθησης αναβάτη σκούτερ (ARAS) τα τελευταία χρόνια.
Ως απάντηση στην τρέχουσα κλιματική κρίση, ειδικά βλέποντας ότι η κατασκευαστική βιομηχανία συμβάλλει στο 23% της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, οι αρχιτέκτονες και οι σχεδιαστές έχουν λάβει μεγάλα μέτρα για τη μείωση του αποτυπώματος άνθρακα κατά τη διάρκεια και μετά την κατασκευή. Τα «Breathe Bricks», ή τα τούβλα που απορροφούν τη ρύπανση, είναι μια αποτελεσματική εναλλακτική λύση στα συμβατικά τούβλα, που αναπτύχθηκε από την Ar. Η Carmen Trudell, επίκουρη καθηγήτρια στη Σχολή Αρχιτεκτονικής του Cal Poly San Luis Obispo. Εμπνευσμένα από το φιλτράρισμα κυκλώνων στις ηλεκτρικές σκούπες, αυτά τα τούβλα ακολουθούν την αρχή της διήθησης αέρα φιλτράροντας τον εξωτερικό αέρα, διαχωρίζοντας τους ρύπους και τη σκόνη και στη συνέχεια μεταφέροντάς τον στο εσωτερικό της κατασκευής. Τα τούβλα έχουν σχήμα πορώδους τσιμεντόλιθου με εσωτερικούς άξονες και πολυεπίπεδο σχέδιο για να κατευθύνει τη ροή αέρα μέσα στη μονάδα.
Μετά την πανδημία, σχεδόν κάθε βιομηχανία κυκλοφόρησε το δικό της «αντιβακτηριακό» προϊόν και η βιομηχανία εσωτερικού σχεδιασμού δεν αποτέλεσε εξαίρεση. Αρκετές εταιρείες χρωμάτων ανέπτυξαν χρώματα εσωτερικών χώρων για τοίχους και επιφάνειες επίπλων με πατενταρισμένες τεχνολογίες απολύμανσης που φέρεται να σκοτώνουν το 99 τοις εκατό ορισμένων βακτηρίων (σταφυλόκοκκο, E. coli, MRSA και VRE, για να αναφέρουμε μερικά) που προσγειώνονται στην επιφάνειά του εντός μερικών ώρες έκθεσης. Στην πραγματικότητα, το μέγεθος της αγοράς των αντιμικροβιακών χρωμάτων και επικαλύψεων αναμένεται να αυξηθεί από 3,7 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2020 σε 9,54 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2029, υποδεικνύοντας τη θετική τους επίδραση στους χρήστες.
Αυτό το άρθρο αποτελεί μέρος των θεμάτων ArchDaily: Το μέλλον των κατασκευαστικών υλικών.
