Opracowanie nowych materiałów o zwiększonej wydajności i funkcjonalności stało się głównym motorem innowacji w ostatnich latach. Według działu ds. Technologii przemysłowych w dziale badań i innowacji Komisji Europejskiej, szacuje się, że 70% wszystkich innowacji nowego produktu opiera się na materiałach o nowych lub ulepszonych właściwościach. Te powstające materiały i związane z nimi technologie zmieniają sposób, w jaki pracują architekci i projektanci, a także sposób, w jaki my jako konsumenci angażujemy się w budynki i produkty, które nas otaczają.

Dr Sascha Peters jest konsultantem ds. Innowacji i specjalistą ds. Materiałów z Niemiec. Peters jest dyrektorem generalnym Haute Innovation, firmy, która koncentruje się na zwalnianiu procesów innowacyjnych i dostarczaniu materialno-technicznych innowacji w celu szybszej konwersji do produktów rynkowych. Jest także autorem książki Rewolucja materiałowa: zrównoważone wielozadaniowe materiały do ​​projektowania i architektury.

Freshome dogonił Dr Peters zapytać go dokładnie, jakie materiały zrewolucjonizują rynek w 2012 roku. Uprzejmie zgodził się podzielić z nami 10 materiałami, które znajdują się w jego książce. Są to materiały, które zdaniem Petersa będą miały wpływ na architekturę i wzornictwo. Poniżej wyjaśnia materiały i ich potencjalne zastosowania.

BETON ULTRA O WYSOKIEJ WYTRZYMAŁOŚCI

Podczas gdy do tej pory beton został użyty do przedmiotów pełnych, których język formalny jest mocno ograniczony przez minimalną grubość ścianki, dziś można uzyskać zupełnie inne wyniki z betonu o bardzo wysokiej wytrzymałości (np. Lampa Tim Mackeroth FALT). Dzięki specjalnym procedurom modelowania matematycznego można ustawić optymalną gęstość cząstek dla konkretnego zastosowania. Poprzez dostosowanie zawartości cementu można znacznie zmniejszyć gęstość filmu wodnego nawet o 40%. Wytrzymałość na ściskanie jest znacznie zwiększona. Stosowanie kosztownych dodatków jest zbędne, a koszty materiałów zmniejszają się nawet o 35%. Beton o ultra wysokiej wytrzymałości ma ogromny potencjał redukcji CO2. Co więcej, większa gęstość upakowania podnosi odporność na wpływy zewnętrzne.

KULKI MORSKIE

To, co powszechnie określa się mianem kulek Neptuna, które są wykonane z splątanych włókien wodorostów, można również stosować bez dodatków jako materiał izolacyjny o naturalnych właściwościach zapobiegania pożarom (B1). Organiczny brązowy materiał można znaleźć wyrzucony na plaże. Ponieważ nie zawiera prawie żadnych soli i białek, nie gnije, a włókna nie są szkodliwe dla ludzkiego organizmu. Dzięki przewodności cieplnej wynoszącej zaledwie 0,037 W / (mK) kule morskie są bardzo odpowiednie do izolacji budynków (np. W dachach i konstrukcjach drewnianych). Są sprzedawane jako towar pod marką NeptuTherm.

ŚCIŚLE KONSTRUKCYJNE

Te wysokowytrzymałe puste kule oferują opcję elastycznego wypełniania niesztywnych geometrycznych kształtów. Są produkowane na bazie kulek EPS. W procesie powlekania pneumatycznego powlekane są one w zawiesinie wykonanej z proszku metalowego lub ceramicznego, spoiw i wody, a następnie ogrzewane. Materiał polimerowy wyparowuje, a pozostałość stanowią wydrążone kule wykonane z materiału metalicznego lub ceramicznego. Dzięki tej zasadzie produkcji każdy materiał, który można spiekać, nadaje się do przetwarzania. Na właściwości materiałów można wpływać w odniesieniu do grubości i porowatości powierzchni zewnętrznej oraz kształtu podstawy. Ze względu na dużą porowatość i wiele powierzchni, które oddziałują wzajemnie, przewodność cieplna pustych kulek jest znacznie mniejsza niż w przypadku materiałów pełnych. Aby uzyskać szczególne właściwości, inne materiały można wtryskiwać do istniejącej pustej kuli. Biorąc pod uwagę geometrię kuli, puste struktury kuliste mają właściwości odporne na nacisk i sztywne. Puste kule są o 4070% lżejsze od półprzewodnikowych.

TERMOPLASTYKA SAMODZIELNA

Podczas gdy w przypadku tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknami i cząsteczkami, poprawa właściwości i zwiększona wytrzymałość osiąga się przez osadzanie włókien lub cząstek z materiału innego niż materiał wykorzystywany w matrycy, poprawę jakości samopocujących się tworzyw termoplastycznych zwykle osiąga się poprzez wyrównanie struktura molekularna w obszarach półkrystalicznych w strukturze plastycznej. Charakterystyki samoprzyczepnych tworzyw termoplastycznych są porównywalne z właściwościami tworzyw wzmacnianych włóknem szklanym. Wytrzymałość i sztywność są kilkakrotnie wyższe niż w przypadku konwencjonalnych tworzyw termoplastycznych. Samoprzylepne tworzywa termoplastyczne mają również większą udarność, są bardziej stabilne, gdy są wystawione na działanie wysokich temperatur i są bardziej odporne na zużycie. Rozszerzenie spowodowane przez ciepło jest tylko o połowę mniejsze. Zaletą jest możliwość czystego recyklingu. Co więcej, samoprzyczepne tworzywa termoplastyczne ważą mniej niż tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem szklanym.

POLIMERY ELEKTRYCZNE

Polimery lub materiały kompozytowe wykonane z tworzyw sztucznych, które zmieniają swoją objętość (to jest, kurczą lub rozciągają) po poddaniu ładunkowi elektrycznemu, określane są jako elektroaktywne tworzywa sztuczne. W laboratoriach rozwojowych trwają obecnie prace, na przykład nad wizją sztucznego mięśnia. Korzystając z materiałów morfingowych, badacze dążą do zmiany kształtu i właściwości samolotu. W tym procesie dążą do różnych podejść, których struktura i sposób funkcjonowania znacznie różnią się od siebie.

KOMPOZYTY KOKOSOWY-DREWNO

Aby uniknąć korzystania z cennych lasów tropikalnych, a tym samym wycinania lasów deszczowych, w ostatnich latach opracowano techniki, aby drewno z plantacji palmy kokosowej było odpowiednie dla przemysłu meblarskiego i podłóg. Drewno kokosowe nie ma pierścieni rocznych. Charakteryzuje go spotted struktura, z której holenderski producent Kokoshout uzyskał nazwę Cocodots. Ponieważ drewno jest znacznie twardsze na obwodzie pnia (zewnętrzne 5 cm) niż w środku, to przede wszystkim drewno to jest wykorzystywane do produkcji materiału. Drewno kokosowe tylko kurczy się i pęcznieje minimalnie i jest twardsze niż dąb. Kompozyty drewna kokosowego składają się z rdzenia MDF o grubości 1218 mm, do którego stosuje się drewno kokosowe.

MATERIAŁY OPARTE NA GRZYBACH

Podczas gdy ekologiczne materiały skupiają się już na użyciu naturalnych włókien jako materiału wzmacniającego i naturalnych materiałów w kompozytach, wielu naukowców i producentów pracuje obecnie nad procesami produkcyjnymi, które umożliwiają organiczne uprawianie materiałów (np. Projektowanie ekologiczne). W grę wchodzą gatunki grzybów, na przykład te, które są w stanie trwale związać organiczne odpady. Ropa naftowa nie jest wymagana. Organiczny proces produkcji opiera się na celulozie występującej w naturalnych odpadach, takich jak łuski ryżu i pszenicy, a także na ligninie jako wiążącym materiale matrycowym. W nowym procesie wykorzystuje się zasady wzrostu grzybni w kształcie nici grzybów, które w przyrodzie zazwyczaj kolonizują na podłożach stałych, takich jak drewno, gleba i odpady organiczne, aby w naturalny sposób wytwarzać twarde pianki. Grzyby tworzą sieć mikroskopijnie małych nici, które trwale wiążą różne odpady organiczne.

BIOPLASTYKA OPARTA NA KWASU POLYLAKTYCZNYM

Kwas polimlekowy lub polilaktyd (PLA) jest jednym z najważniejszych bio-tworzyw sztucznych w obecnej debacie na temat zrównoważonego rozwoju, ponieważ jego właściwości są porównywalne z właściwościami PET. Ogólnie rzecz biorąc, nieoczyszczonych tworzyw sztucznych nie można stosować bezpośrednio, ale poprzez mieszanie miesza się je z kruszywami i dodatkami, aby odpowiadały one konkretnemu przeznaczeniu. Chociaż materiał odkryto już w latach 30. XX w., Został on niedawno opracowany na dużą skalę przez NatureWorks.

BLINGCRETE

Powierzchnie odblaskowe są stosowane przede wszystkim w dziedzinach, w których bezpieczeństwo stanowi problem i jest modne. Typowe zastosowania obejmują odblaskowe łaty dla rowerzystów i pracowników ochrony. Tkanina odblaskowa jest również bardzo popularna w projektowaniu obuwia. W sztuce materiał został odkryty dopiero niedawno. Beton refleksyjny, obecnie opracowywany pod nazwą BlingCrete, jest przeznaczony do oznaczania krawędzi i obszarów niebezpiecznych (np. Stopnie, platformy) i projektowania zintegrowanych systemów prowadzenia budynku i dużych elementów konstrukcyjnych. Biorąc pod uwagę jego szczególne wyczucie, może być również stosowany w systemach prowadzenia dotykowego dla osób niewidomych.

LUMINOSO

W 2008 roku pod marką Luminoso wprowadzono lekki materiał drewnopochodowy z podobną strukturą. Maty z włókna szklanego są układane pomiędzy cienkimi drewnianymi panelami i łączone za pomocą zimnego kleju PU. Powierzchnia jest całkowicie uszczelniona. Wybór drewna, przestrzeń między warstwami i wytrzymałość świecącej tkaniny może wpłynąć na stopień przepuszczalności światła. Drewno stosowane do podświetlanych boazerii i przegrody w przestrzeniach wewnętrznych i na stoiskach targowych musi być absolutnie bezbłędne, aby nie zakłócać ogólnego wrażenia. Obraz umieszczony za panelem kompozytowym zostanie przeniesiony na drugą stronę, gdy zostanie on podświetlony od tyłu. Nawet filmy można wyświetlać na materiale.

Freshome pragnie podziękować dr Sascha Peters za wprowadzenie nas do tych innowacyjnych materiałów i zaszczyt rzucić okiem na jego książkę. Dla każdego, kto chciałby dowiedzieć się więcej o tym, jak te i inne innowacyjne nowe materiały rewolucjonizują design i architekturę, książka Dr. Petersa jest dostępna tutaj. Możesz także być na bieżąco z nowościami w dziedzinie innowacji materiałowych, czytając internetowy magazyn Dr. Petersa.

Chcielibyśmy usłyszeć, co myślisz o tych innowacyjnych materiałach i jeśli natknąłeś się na inne, o których Twoim zdaniem powinniśmy wiedzieć. Proszę zostaw nam komentarz poniżej.