10 uuenduslikke materjale, mida 2012. aastal tähelepanu pöörata

10 uuenduslikke materjale, mida 2012. aastal tähelepanu pöörata
Allen and Betty Harper
Meeskond Autorite
Allen and Betty Harper
Perekond Kuldne Käsi
Hinnang:
5

Viimastel aastatel on uuendustegevuse peamine edasiviiv jõud uute jõudlust ja funktsioone tõstvate materjalide arendamine. Euroopa Komisjoni teadusuuringute ja innovatsiooni osakonna tööstustehnoloogiate osakonna andmetel on hinnanguliselt 70% kõigist uutest tootearendustest põhinevad uute või paranenud omadustega materjalidel. Need esilekerkivad materjalid ja nendega seotud tehnoloogiad muudavad arhitektide ja disainerite tööd ja seda, kuidas meie kui tarbijad tegelevad meie ümbritsevate hoonete ja toodetega.

Dr Sascha Peters on innovatsiooni konsultant ja materjalide spetsialist Saksamaalt. Peters on ettevõtte Haute Innovation tegevjuht, kes keskendub innovatsiooniprotsesside lühenemisele ja materiaalsete tehnoloogiliste uuenduste pakkumisele turustatavate toodete kiiremaks muutmiseks. Ta on ka raamatu autor Material Revolution: säästvad mitmeotstarbelised disaini ja arhitektuuri materjalid.

Freshom jõudis kätte Dr Peters küsida temalt täpselt, millised materjalid muudavad turgu 2012. aastal turul. Ta lahkelt nõustus jagama oma raamatuga 10 materjali. Need on materjalid, mida Peters usub, et need mõjutavad arhitektuuri ja disaini. Allpool selgitab ta materjale ja nende võimalikke kasutusviise.

ULTRA KÕRGE TÜPSILINE BETOON

Kuigi tänaseni on betooni kasutatud tahkete esemete jaoks, mille ametlik keel on piiratud minimaalse seinapaksuga, täna täiesti täiesti erineva tulemusega saab saavutada väga tugevast betoonist (nt Tim Mackeroth FALT lamp). Tänu erilistele matemaatilistele modelleerimisprotseduuridele saab konkreetse rakenduse jaoks määrata optimaalse osakeste tiheduse. Tsemendi sisalduse kohandamisel saab veekihi tihedust oluliselt vähendada kuni 40%. Surve tugevus on märgatavalt suurenenud. Kulukate lisandite kasutamine on ebavajalik ja materjalikulusid vähendatakse kuni 35%. Ülikõrgete tugevate betoonil on tohutu süsinikdioksiidi vähendav potentsiaal. Veelgi enam, suurem pakendikadu suurendab vastupidavust välistele mõjudele.

SEA POOLID

Mata merevetikatega valmistatud Neptuuni pallidena võib kasutada ka ilma lisandita kui isoleermaterjali, millel on looduslikud tulekahjude vältimise omadused (B1). Orgaanilist pruuni materjali võib rannas pesta. Kuna see ei sisalda peaaegu ühtki soola ega valke, siis see ei mädane ja kiud ei kahjusta inimorganismi. Soojuse juhtivusega ainult 0,037 W / (mK) on merepallid väga sobivad hoone isolatsiooniks (nt katustel ja puitkonstruktsioonidel). Neid müüakse kaubana kaubamärgi NeptuTherm all.

HOLLOW SPHERE STRUKTUURID

Need suure jõuga õõnsad sfäärid pakuvad võimalust paindlikult täita jäigad geomeetrilised kujud. Neid toodetakse EPS-valdkondade põhjal. Õhusurvelise katteprotsessi korral kaetakse need metallist või keraamilisest pulberist, sideainetest ja veest suspensioonist ja seejärel kuumutatakse. Polümeerne materjal aurustub ja jäävad on metallist või keraamilisest materjalist valmistatud õõnsad sfäärid. Tänu sellele tootmispõhimõttele on kõik materjalid, mida saab paagutades, töödelda. Materjalide omadusi võib mõjutada nii välispinna kui ka aluskuju paksus ja poorsus. Tänu suurele poorsusele ja mitmele interakteeruva pinnasele on õõnsate sfääride soojusjuhtivus oluliselt madalam kui tahketel materjalidel. Eriomaduste saavutamiseks saab olemasolevasse õõnsasse sfääri sisestada teisi materjale. Sfääri geomeetria tõttu on õõnsad sfääri struktuurid levivad rõhukindlate ja jäikade omadustega. Õõnsad sfäärid on 4070% kergemad kui tahked.

SELF-REINFORCED TERMOPLASTICS

Kiudude ja osakeste tugevdatud plastide puhul saavutatakse parameetrite paranemine ja suurenenud tugevus, kui materjali kiud või osakesed on sisestatud muust materjalist kui see, mida kasutatakse maatriksi jaoks, kuid ise parandatud termoplastide kvaliteedi parendamine on tavaliselt saavutatav molekulaarstruktuur plastikust struktuuris poolkristallilistes piirkondades. Self-tugevdavate termoplastide omadused on võrreldavad klaaskiust tugevdatud plastide omadustega. Tugevus ja jäikuse tase on mitu korda kõrgem kui tavapärastes termoplastrites. Self-tugevdatud termoplastid on ka suurema löögitugevusega, kõrgematel temperatuuridel kokkupuutel ja kulumiskindlatena stabiilsemad. Kuumusest tingitud laienemine on ainult poole võrra suurem. Üks eelis on puhta ringlussevõtu võimalus. Veelgi enam, isearmatuvad termoplastid kaaluvad vähem kui klaaskiust tugevdatud plastmaterjalid.

ELEKTROAKTIIVSED POLÜMEERID

Polümeere või plastikust valmistatud komposiitmaterjale, mis muudavad nende mahtu (st lepingut või pikendamist) elektrilöögi all, nimetatakse elektroaktiivseks plastikuks. Arengu laboratooriumides viiakse praegu läbi tööd, näiteks kunstliku lihase nägemuse kohta. Morfi materjalide kasutamisel püüavad teadlased muuta õhusõiduki kuju ja omadused. Selle protsessi käigus püütakse leida erinevaid lähenemisviise, mille ülesehitus ja toimimisviis erinevad oluliselt üksteisest.

KOONUSPUUDISED KOOPOSIID

Selleks, et vältida väärtuslike troopiliste metsade kasutamist ja vihmametsade langetamist, on viimastel aastatel välja töötatud tehnika, et kookospalmaistandikud saaksid puidust mööblitööstusele ja põrandakatetele sobivaks. Kookospähkel pole aastarõngaid. Seda iseloomustab selle täpne struktuur, millest Hollandi tootja Kokoshout sai nime Cocodots. Kuna puit on oluliselt raskemaks pagasiruumi välispinnal (5 cm välimine) kui sisemiselt, on peamiselt see puit, mida kasutatakse materjali tootmiseks. Kookospähkli puur ainult väheneb ja paisub minimaalselt ja on tugevam kui tamm. Kookospähkli puitkomposiidid koosnevad 1218 mm paksusest MDF-südamikust, millele kasutatakse kookospähkli.

SÜGISPÕLETATUD MATERJALID

Ehkki ökoloogilised materjalid keskenduvad nüüd looduslike kiudude kui tugevdatud materjali ja looduslike materjalide kasutamisele komposiitides, tegelevad mitmed teadlased ja tootjad nüüd tootmisprotsessidega, mis võimaldavad materjalide kasvatamist orgaaniliselt (nt ekovatiivne disain). Siin mängivad siin seened, näiteks need, kes suudavad orgaanilisi jäätmeid omavahel tihedalt siduda. Toornafta pole vaja. Mahepõllumajanduslik tootmisprotsess põhineb tselluloosil, mis on leitud looduslikes jäätmetes, näiteks riisi ja nisu kestadest, samuti ligniinist sidumismaatriksmaterjalina. Uus protsess kasutab niiskujulise seente müseeli kasvupõhimõtteid, mis looduses tavaliselt koloniseerub tahketel substraatidel nagu puit, pinnas ja orgaanilised jäätmed, et toota kõvasid vahtusid looduslikult. Seened moodustavad mikroskoopiliselt väikeste niidide võrgustiku, mis kindlalt seob erinevaid orgaanilisi jäätmeid.

POLÜLAKTAPHAPPEL PÕHINE BIOPLASTIKA

Polümeerne hape või polülaktiid (PLA) on praeguses jätkusuutlikkuse arutelus üks olulisemaid biojäätmeid, kuna selle omadused on võrreldavad PET-i omadustega. Üldiselt ei saa bio toorplastikke otseselt kasutada, kuid segamise teel segatakse täitematerjalide ja lisanditega, mis sobivad nende konkreetseks otstarbeks. Kuigi materjal avastati juba 1930. aastatel, on seda ainuüksi hiljuti tootnud NatureWorks.

BLINGCRETE

Retropeegeldavaid pindu kasutatakse peamiselt valdkondades, kus ohutus on probleem ja moes. Tüüpilisteks rakendusteks on jalgratturite ja turvatöötajate peegeldavad plaastrid. Retro-peegeldav kangas on ka kingade disainis väga populaarne. Kunsti materjal avastati alles hiljuti. BlingCrete nime all väljatöötatud peegeldav betoon on ette nähtud servade ja ohtlike alade (nt sammud, platvormid) ja integreeritud ehitusjuhtimissüsteemide ja suurte konstruktsioonielementide kujundamiseks. Tänu oma erilisele tundele võib seda ka kasutada pimedate taktiliseks juhtimissüsteemides.

LUMINOSO

2008. aastal käivitati Luminoso kaubamärgi all sarnase struktuuriga valgust läbilaskev puidust komposiitmaterjal. Klaasplastmatid on kihilised õhukeste puitpaneelide vahel ja need on külmunud külma PU liimi abil. Pind on täielikult suletud. Puidu valik, ruum kihtide vahel ja helendava kangas tugevus võivad mõjutada valguse läbilaskvust. Taustvalgustusega paneelide ja jaoturite kasutamine siseruumides ja messikohtades peab olema absoluutselt veatu ja mitte häirima üldmuljet. Kombineeritud paneeli taga asetsev pilt teisaldatakse teisele poole, kui see on tagant valgustatud. Materjalile saab ka projekteerida isegi filmid.

Freshom soovib tänada dr Sascha Petersit, et nad tutvustasid meile neid uuenduslikke materjale ja andsid meile oma raamatus peksmise. Kõigile, kes tahaksid rohkem teada saada, kuidas need ja muud uuenduslikud uued materjalid muudavad disaini ja arhitektuuri möödaminnes, on siin saadaval Dr Petersi raamat. Samuti saate kursis Dr Petersi online-ajakirjaga ajakohastada materiaalset innovatsiooni uute arengutega.

Tahaksime kuulda, mida te neid innovaatilisi materjale arvate ja kui olete kohanud teisi inimesi, keda arvate, et peaksime sellest teadma. Palun jätke meile kommentaar allpool.