Официальное издание Союза и Содружества строителей РТ

Журнал для тех, кто созидает

Издается с сентября 2009 года

ИЗОБРЕТЕНО СЕГОДНЯ

Какие из ныне разрабатываемых в мире инновационных материалов позволят сделать новый виток строительной отрасли?
Какие удивительные сюрпризы готовят строителям ученые в своих лабораториях?
Чем теоретики порадуют практиков уже в самом ближайшем будущем?

Бетон для строительства на Марсе
Команда ученых из Иллинойса (США) разработала «марсианский бетон», благодаря которому можно вести строительство на поверхности красной планеты. Он содержит марсианскую почву с расплавленной серой.
marsИсследователи и проектировщики экспериментировали с серой в качестве связующего на протяжении века. Но все еще остаются проблемы. В частности, сера может сворачиваться при низких температурах, ослабляя общую плотность материала. Кроме того, при помещении в вакуум она может переходить из твердого состояния в газообразное. Чтобы решить эти проблемы, команда изобретателей произвела бетон с разным содержанием расплавленной серы, а затем подвергла его испытаниям. В результате был найден идеальный баланс – серы в материале должно быть 50%.
По словам ученых, из такого бетона на Марсе можно возводить целые поселения. Главное отличие нового материала – производство без воды, которой на планете очень мало и которая представлена в основном в виде льда.
Еще одно преимущество марсианского бетона – он полностью поддается переработке. Кроме того, он обладает естественным противостоянием кислоте и солям и может выдерживать очень низкие температуры.

…и сверхпрочный бетон made in Japan
Самый прочный в мире бетон от компании-производителя Taiheiyo Cement может быть представлен покупателю уже в 2016 году. Параметры новоизобретенного бетона превышают показатели лучших нынешних образцов по меньшей мере на 50%. Японские ученые заявляют, что изделия из нового бетона способны выдержать нагрузки в 4,5–4,6 тонны на 1 квадратный сантиметр, что дает огромное преимущество перед стальными конструкциями. Последние имеют предельную прочность в 2 тонны на квадратный сантиметр. Максимальный вес изделий, выполненных из нового бетона, сегодня не превышает 3 тонн.
Особую прочность новому бетону придают специальные керамические добавки. Повышенная прочность нового бетона позволит значительно снижать вес сооружаемых объектов. Поэтому особенно активно он будет применяться при строительстве мостов и высотных зданий.

 

Стекло для солнечных панелей

Чтобы солнечные панели получали максимальную энергию, очень важно тщательно проработать их расположение и направление на крыше. Но новый вид материала может уменьшить важность их направления. Исследователи разработали особое стеклянное покрытие, которое позволит панелям захватывать солнечный свет под разными углами, значительно увеличивая эффективность работы и выдачу энергии.
Инженеры-электрики из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии и Национального центрального университета Тайваня создали плавленое стекло, которое может улучшить работу солнечных панелей. В новое покрытие встроены наностержни и наностенки. По словам разработчиков, субволновая структура наностержней в сочетании с рассеивающей способностью наностенок улучшает пре­образование солнечной энергии на 5,2–27,7% в зависимости от угла лучей.
Кроме того, у такого стекла высокая способность к самоочищению. Результаты испытаний показали, что панели настолько хорошо отражали пыль и прочие загрязнения, что даже после шести недель на улице продолжали работать на уровне 98,8%.

… и преобразователи излишков энергии в водород
Хотя солнечные панели используются для снабжения дома чистой энергией, потребность в ней в течение дня меняется, поэтому часто получается перепроизводство. В Таи­ланде, похоже, справились с этой проблемой, научившись преобразовывать лишнюю энергию в водород.
Компания CNX Construction собирается установить на четырех домах фотоэлектрические панели, которые смогут производить порядка 441 кВт.ч электричества в день, излишек будет содержаться в двух аккумуляторах емкостью 2 тыс. А.ч и превращаться в водородный газ, который будет храниться, пока не понадобится, обычно ночью. Тогда он снова будет преобразован в электричество.
Это самая эффективная и экологичная возможность хранить энергию. Работая на полную мощность, система сможет производить 2 тыс. л водорода в час и хранить 90 тыс. л. Средняя потребность в электричестве днем будет составлять 200 кВт.ч, а ночью преобразователи будут выдавать 120 кВт.ч при нужных 80.
Чтобы дома были действительно энергоэффективными, в них предусмотрены большие окна с двойным остеклением, толстые стены, естественная вентиляция, вентиляторы вместо кондиционеров, а также ЖК-лампы.

 

Безграничные возможности «искусственной кости»

Структура и строение человеческих костей вдохновили разработчиков на создание новейшего инновационного высокотехнологичного материала для строительства. Уникальную технологию создали ученые Массачусетского технологического института. Данный материал, получивший условное название «искусственная кость», может быть изготовлен в течение нескольких часов с помощью 3D-принтера.
Этот материал обладает низкой плотностью, является весьма долговечным в эксплуатации и экологически чистым. Уникальность материала и в том, что по своей структуре он напоминает кости. Так, кости имеют сложную иерархическую структуру, включающую два основных составных элемента – белок коллагена и минерал гидроксипатит. 3_1
Материал, разработанный американскими учеными, по структуре схож с иерархической структурой кости, образующейся в результате электрохимических реакций.
По словам ученого Маркуса Бюллера, который руководил разработкой, «костный» материал в 22 раза прочнее обычных, а также обладает более высокой устойчивостью к разрушениям.
Процесс трехмерной печати материалов, обладающих сверхвысокой прочностью, не только в принципе возможен, но и может быть намного более эффективным с точки зрения экономической, особенно если сравнивать его с обычными методами изготовления строительных материалов. Ученые убеждены, что такие материалы могут стать новым словом в сфере строительства, дать поистине безграничные возможности.

…и сверхъемкие аккумуляторы из бумаги
Новый вид бумаги, способный накапливать энергию по типу суперконденсаторов, разработали исследователи в лаборатории шведского Линчёпингского университета органической электроники. Так называемая энерго-бумага была изготовлена из целлюлозных волокон, которые подвергались воздействию воды под высоким давлением, пока они не превратились в волокна толщиной в 20 нанометров в диаметре. Затем эти волокна были покрыты электрически заряженным полимером, а после им придали форму листа.
В мире, где более широкое использование возобновляемых источников энергии требует новых методов хранения энергии, независимо от времени года и независимо от того, насколько ветреным, солнечным или пасмурным выдался день, каждый лист диаметром 15 см и несколько десятых долей миллиметра в толщину, может хранить столько энергии, сколько суперконденсаторы, представленные сегодня на рынке. Материал может быть заряжен сотни раз, и каждая зарядка занимает всего несколько секунд. Энергобумага в настоящее время побила четыре мировых рекорда: самый высокий заряд и емкость в органической электронике, самый высокий измеренный ток в органическом проводнике, самая высокая мощность, одновременно проводящая ионы и электроны, и самая высокая активная межэлектродная проводимость в транзисторе.
Энергобумага водонепроницаема и была создана без использования каких-либо опасных химических веществ или материалов.

 

Кирпичи из песка и бактерий
Как известно, при производстве бетона, асфальта и кирпича тратится огромное количество энергии и ресурсов, поэтому строительство считается одной из самых загрязняющих окружающую среду отраслей. Однако недавно промышленный дизайнер Джинджер Криг Досир представила новую инновационную технологию изготовления стандартных кирпичных блоков – с помощью «выращивания» из песка и бактерий.
В качестве основы для создания кирпичей Досир использует песок, как самый распространенный на Земле и дешевый материал. Затем разводится жидкий цементирующий раствор, в котором содержатся бактерии, являющиеся средой для формирования кристаллов, источник азота, питательные вещества для бактерий, источник кальция и вода. Таким раствором в течение пяти дней поливается слой песка в форме – до тех пор, пока не образуется твердый материал.
Как только питательные вещества и вода заканчиваются, бактерии погибают. Оставшийся раствор затем полностью перерабатывается в замкнутой системе для последующего использования, что позволяет сохранить водные ресурсы, а побочные продукты жизнедеятельности бактерий можно использовать в качестве удобрения.

 

….и кирпичи-радиаторы
Колумбийские архитекторы Мигель Нино и Джоанна Наварро из компании Sumart Diseno y Arquitectura SAS разработали кирпич-радиатор BT – Bloque Termodisipador, вид глиняного кирпича, позволяющий зданиям оставаться прохладными в жаркий день.
Форму для кирпича выбрали необычную. Но благодаря такому виду не только улучшается тепловая ситуация в домах, но и уменьшается расход материала и время на строительство.
В отличие от обычных кирпичей, у ВТ пять асимметричных сторон, одна из которых защищает его от солнечной радиации. Благодаря полым внутренностям накопленное тепло свободно перераспределяется и «выветривается».
«В обычных обожженных глиняных кирпичах тепло идет в одном направлении благодаря горизонтальной структуре каналов в них. Это увеличивает скорость поступления тепла. А в ВТ горизонтальная структура прерывается рядами более мелких тоннелей, таким образом путь удли­няется, скорость распространения тепла падает, и внутрь оно попадает в гораздо меньшем объеме», – говорят архитекторы-изобретатели.
Новый кирпич прокладывает дорогу к более удобным, дешевым и устойчивым архитектурным решениям в жарком климате, к тому же обладает хорошей звукоизоляцией.

 

 

 

На главную
Яндекс.Метрика