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影响未来的10种创新材料

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发表于 2017-12-13 06:23:49 |只看该作者 |倒序浏览
2017-12-11 一棵树苗木联盟
水泥可以产生光源?混凝土可以在火星上造建筑?透明的木头?可降解的家具?吸收污染的砖?在几年前听起来好像还是天方夜谭。

但所幸#21世纪#仿佛就是一个解开科技之光的钥匙,那阵真是人人畅想未来生活,各种奇思妙想有些如今已经实现,有些仍在研究。爱幻想的80代终成长为社会砥柱,不甘于生活在平凡世界的他们,所有这些项目研发都是为了开创建筑工业的新时代。

透明的木头是KTH公司研发出的新材料
来自斯德哥尔摩的KTH皇家研究所的一组研究人员,近日研发了一种名为Optically Transparent Wood的透明木头。这种全新材料将会给我们的建筑行业带来很大的改变。根据美国化学学会的杂志Biomacromolecules中发布的一篇文章所述,这种材料是通过化学的方式将光植入木材,木材内部的多渗水孔基质被这种透明聚合物浸染,从而使表面变的非常透亮。

首先他们将木头放到开水中煮了2个小时,然后向其中添加了氢氧化钠和一些其他的化学物品。这一步可以去除木头中带有木色的木质素。
然后在木块上添加环氧树脂,这一步是为了将木块的硬度提升至原来的四到五倍。
经过这种处理的木头有一个特点,它保留了木头原本的结构和养分通道。这些通道可以像传送营养一样来传递管线。
科研人员称:“传统木材会将光线散射开,但如果换用这种透明木头的话,可以直接让光照程度提升几个数量级。”
木头里面的通道能够“指挥”可见光穿过材料,但是,木头里面的细胞结构仍然会反弹一部分光,即所谓的雾度。这就意味着光不会直射入你的眼睛,这样你看东西的时候会更舒服。研究人员在马里兰大学先进成像显微实验室拍摄到了透明木头的细胞结构。
透明的木头里面的细胞结构同原来的木头一样,木头被削成颗粒,那些从植物根部输送水分和营养物质的通道四通八达,由此还可以减小窗户尺寸,但不影响透光效果。这种新型的透明木头窗户就利用这些天然通道引导自然光穿过木头。
当太阳照射带有玻璃窗户的房子时,随着太阳的移动,光线透过玻璃窗的角度也会跟着改变。如果是木头窗户的话,太阳在天空中变换方位时,木头里面的通道仍会让光线以相同的角度透到屋内。
“这就意味着你的猫就不用每隔几分钟起来重新找一个有阳光的地方睡觉了。”
而且,由于工艺没有用到昂贵的试剂和仪器,这项研究的成本并不高,随着技术的成熟,未来还会进一步降低。

墙体可以替代空调
这种名为Hydroceramics的材料是由水凝胶气泡组成,这种水凝胶气泡在水中可以扩大到原先体积的400倍。由于这种神奇的属性,球面吸收的液体将会在炎热的天气蒸发到周围空气,从而起到降温的作用。
烟头制造的高效砖
一个人的垃圾可能是另一个人的建筑材料。
穆哈杰拉尼在电台节目Triple J Hack中说:“在这个星球上我们正面临着数十亿吨的烟头。水道和海滩到处都是成吨的烟头。”
穆哈杰拉尼博士和他的团队发现,在粘土混合物中添加少量的烟头,会使隔热更有效,减少烧砖所需要的能量。
每年要生产这么多的砖,如果全球2.5%的砖使用1%的烟头生产,将会消除烟头污染。穆哈杰拉尼博士补充说,这项发明最大的阻碍是如何收集到足够的烟头,他表示,将来烟头或将成为一种有价值的能源。
皇家墨尔本理工大学(RMIT大学)的研究人员已经开发出一种用烟头制作砖块的技术。由博士Abbas Mohajerani博士为首的研究小组发现。Mohajerani的研究小组展示了,仅仅添加了1%的香烟头,粘土砖烧制的过程中就可以节约最多达58%的能量。
含有香烟头烧制的粘土砖更轻,有更好的绝缘性,这意味着用这种砖建造的房子将会减少供热和制冷的成本。
Mohajeran教授说:“将烟头加入粘土砖制作工艺中可以有效的解决全球垃圾问题,把回收的烟头加入烧制砖内不需要担心过滤和污染物的问题。”
“在能源需求上,他们的生产成本更低,并且加入的烟头越多,能源成本越低”
然而,当增加香烟头在能源中的比例时,粘土砖的抗压强度会降低,因此,香烟头含量较高的砖会在某些用途上不适用。
Christo 和 Jeanne-Claude的浮动码头是如何建成的
这个码头前段时间曾惊艳过很多人,它是由一条包裹在100000平方米的黄布下的3千米长的走道,以及一个由220000个高密度聚乙烯块组成的悬浮码头系统组成。
火星上真的可以实现混凝土建筑吗?
假设我们最终成功殖民到火星,水将成为我们最珍贵的资源,美国西北大学的团队探索了一种可以通过混凝土混合物制作新的混凝土。他们选择研究的这种技术,早在1970年代就有人研发出了类似原理的硫磺混凝土。
水泥能自己发光
磷光水泥是一种添加磷光材料的水泥混合物,可能让人行道、道路无需任何人工能源而自我照明。工作原理是磷光元素在白天吸收阳光,然后晚上照亮人行道骑甚至是汽车道路。
特殊磷光水泥制造就像普通水泥,磷光材料不会改变最终产品的结构,但是出于成本考虑,这种发光水泥可以覆盖在普通水泥表面,作为一种发光涂料。

世界上最轻的抗震加固结构
日本Komatsu Seiren织物公司创建了一种称为CABKOMA链杆的全新热塑性碳纤维。碳纤维上覆盖着合成热塑树脂和无机纤维。
Terreform ONE 公司研发的可降解家具
是否想过你的家具是由堆肥组层的?这个问题的提出伴随着一系列有关生物制造长椅的研究。 Terreform ONE和Genspace公司联手开发了两张生物塑料椅。生成的两把椅子采用了类似的过程:一把由白色肋骨构成的参数化外形的躺椅,椅子上加了柔软的垫子。另一把是儿童椅,它将分段的各部分内部连接起来,这样的方式可以让使用者根据需要改变其形状。
吸收污染的砖
会呼吸的砖将被用于建筑正常通风系统的一部分, 它是一种双层砖结构,外部精制砖辅以可提供标准绝缘的内层结构。呼吸砖的设计概念是旋风过滤, 一个来自现代真空吸尘器的理念。
可以进行自我修复的生态混凝土原型
公式由荷兰代尔夫特科技研发,这项发明已不仅仅是修复外观这么简单, 因为当普通的混凝土一旦裂缝,它会让水流入,腐蚀内部加固钢筋。这样不仅会产生质量威胁,同时让工程师在前期计算时加大对加固钢筋结构的总量,从而增加建设预算。

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