Hogyan helyezik előtérbe az új építőanyagok az emberi biztonságot és jólétet?

Várhatóan 2050-re a nyersanyagok gyors kimerülése miatt a világon nem lesz elegendő homok és acél a betonépítéshez. Emellett az építési költségek továbbra is exponenciálisan emelkednek, a tavalyi évhez képest 5% és 11% közötti növekedéssel, globális általánosságban. Ami pedig a környezetre gyakorolt hatását illeti, az építőipar még mindig a levegőszennyezés 23%-áért, az éghajlatváltozás 50%-áért, az ivóvízszennyezés 40%-áért és a hulladéklerakókban keletkező hulladék 50%-áért felelős.

Nyilvánvaló, hogy az építőipar, a környezet és az emberiség számos olyan kihívással néz szembe, amelyeket kölcsönösen befolyásolnak, de az ember az, aki a legnagyobb hátrányban van.

Az olyan globális kihívásokra adott válaszként, mint az éghajlatváltozás, a diszkrimináció és a fizikai sebezhetőség, a tervezők és mérnökök a világ minden tájáról olyan innovatív építőanyagokat fejlesztenek ki, amelyek az emberi jólétet helyezik előtérbe a városi, építészeti és belsőépítészeti projektekben. Nem meglepő, hogy a formatervezés az anyagfejlesztés tudományos folyamatainak lényeges közreműködőjévé vált. Az emberiség kezdete óta az anyagok alakítják az emberiséget, olyan eszközöket hozva létre, amelyek előremozdították az emberiség társadalmi, gazdasági és polgári struktúráit.

A modern korban a fejlődő igények, az innovatív formatervezés, valamint a legmodernebb anyagok és technológiák alakítják az iparágakat, a gazdaságokat és végső soron a jövőt. Az elmúlt évtizedben azonban példátlanul nagy hangsúlyt kapott az emberi jólét, mind fizikai, érzelmi és mentális értelemben, és ez az új fókuszpont az innovatív anyagok fejlesztésének kiindulópontjává vált.

A fénykibocsátó cement/beton az elmúlt évtizedben az egyik leguniverzálisabb építőanyagnak számít. Amellett, hogy képes megvilágítani az autópályákat, utakat és kerékpárutakat éjszaka, áram felhasználása nélkül, biztosítva a gyalogosok biztonságát, az innovatív anyag ellensúlyozni tudja az anyag rossz környezeti teljesítményét is. A közelmúltban a kairói Amerikai Egyetem mérnökhallgatói kifejlesztettek egy biolumineszcenciához hasonló, napfényt elnyelő betont, amely éjszaka fénysugarak formájában bocsátja ki energiáját, “hogy csökkentse a biztonságos közlekedéshez szükséges autópályák és utcatáblák megvilágításához felhasznált hatalmas energiamennyiséget”. A sötétben világító betont már régóta potenciális megoldásnak tekintik az építőiparnak az éghajlati válságra gyakorolt hatására. Az eredetileg Dr. Jose Carlos Rubio, a mexikói Michoacan University of Saint Nicholas of Hidalgo Egyetem munkatársa által kifejlesztett innováció a cement mikroszerkezetét úgy módosítja, hogy a kristályok eltűnjenek, így a cement vízzel egyesülve gél alakúvá válik, elnyeli a napenergiát, majd fény formájában kibocsátja azt (alábbi videó).

Bár minden anyagnak megvan a maga élettartama, a legtöbb építőanyag, különösen a kompozitok, több év terhelés és külső tényezőknek való kitettség után hajlamosak elhasználódni. Az anyagok gyakran mutatják ezt a romlást, például repedéseken keresztül, de bizonyos esetekben a sérülések hajlamosak észrevétlenek maradni, ami fizikai kockázatot jelent az ezeket a felületeket folyamatosan használó emberek számára. Ezt a dilemmát kezelve az ETH Zürich kutatói a Fribourgi Egyetem kutatói együttműködve egy új típusú laminátumot (alábbi videó) fejlesztettek ki, amely megváltoztatja a színét, amint az anyag deformálódik. Az egyes anyagok sérülésének vagy esetleges meghibásodásának korai felismerésére szolgáló új technikák kifejlesztése céljából a könnyű kompozit laminátum egy műanyag polimer és mesterséges gyöngyházfény váltakozó rétegeiből áll. A gyöngyház kizárólag a Komplex Anyagok Laboratóriumában kifejlesztett, a kagylóhéjat mintázó, több üveglapkából álló, párhuzamosan tömörített anyag, amely rendkívül kemény és törésálló. A második réteg egy polimerből áll, amely egy további indikátor molekulát tartalmaz. Ez a molekula aktiválódik, amint a polimert feszítő erők érik, fluoreszcenciájának megváltozásával. Minél jobban nyúlik az anyag, annál több ilyen molekula aktiválódik, ami intenzívebb fluoreszcenciát eredményez.

Japán, mint földrengés-veszélyesztetett ország, nemrégiben kezdte el használni a CABKOMA szálas rudakat épületeinek külső felületén. Amint az Kengo Kuma Komatsu Seiren székhelyének épületén (alábbi képeken) látható, ezt a hőre lágyuló szénszálas kompozitot kifejezetten rugalmassági célokra használják, megvédve a szerkezeteket a földrengésektől. Esztétikai tulajdonságai mellett ez a világ legkönnyebb, nagy szakítószilárdságú szeizmikus megerősítése.

A Lime mikro-mobilitással foglalkozó vállalat a járdán közlekedő felhasználók észlelésére saját, kamerán alapuló járdafelismerő technológiát épített. Bár a projekt a városoktól függ, hogy hangjelzéssel figyelmeztetik-e a kerékpárosokat, ténylegesen lelassítják-e őket, vagy mindkettő egyszerre, de mindkét funkció elérhető. A városok már régóta hibáztatják a mikro-mobilitási cégeket és a robogósokat a járdán való közlekedésért, de ritkán kezdeményezték, hogy megfelelően védett kerékpársávokba fektessenek be. Ez arra késztetett több nagy üzemeltetőt, hogy az elmúlt években valamilyen robogó fejlett vezetői segédrendszert (ARAS) vezessenek be.

A jelenlegi éghajlati válságra adott válaszként, különösen annak fényében, hogy az építőipar a légszennyezés 23%-ához járul hozzá, az építészek és a tervezők nagy lépéseket tettek a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése érdekében az építkezés során és azt követően. A “Breathe Bricks”, azaz a szennyezést elnyelő téglák (alábbi képek) a hagyományos téglák hatékony alternatívái, amelyeket az Ar. Carmen Trudell, a Cal Poly San Luis Obispo Építészmérnöki Karának adjunktusa fejlesztett ki. A porszívókban alkalmazott “ciklonszűrés” által inspirált téglák a levegőszűrés elvét követik: a külső levegőt megszűrik, a szennyező anyagokat és a port leválasztják, majd a szerkezet belsejébe juttatják. A téglák pórusos betontömbként vannak kialakítva, belső tengelyekkel és fazettált kialakítással, hogy a légáramlást az egység belsejébe irányítsák.

A járvány után szinte minden iparág piacra dobta a saját “antibakteriális” termékét, és ez alól a belsőépítészeti ipar sem volt kivétel. Több festékgyártó cég olyan szabadalmaztatott fertőtlenítő technológiával rendelkező belső festékeket fejlesztett ki fal- és bútorfelületekre, amelyek állítólag a felületén landoló bizonyos baktériumok (staphylococcus, E. coli, MRSA és VRE, többek között) 99 százalékát elpusztítják az expozíciót követő néhány órán belül. Az antimikrobiális festékek és bevonatok piacának mérete a 2020-as 3,7 milliárd dollárról 2029-re várhatóan 9,54 milliárd dollárra nő, ami jelzi a felhasználókra gyakorolt pozitív hatását.

Forrás: www.dezeen.com