5 строительных материалов для домов будущего

Напечатать мост в воздухе? Постелить дорогу, которая самостоятельно заделывает выбоины? Построить самообогреваемый и самоохлаждаемый дом? Все это возможно уже сейчас — или станет возможным в ближайшее время.

1. SAF — Solar Activated Facade

Эта солнечно-термальная облицовка представляет собой комбинацию деревянных панелей и стеклянной обшивки, разработанную для сохранения тепла зданий в условиях холодного климата.

Деревянный слой имеет горизонтальные, сделанные немного под углом прорези. Именно он выступает в качестве накопителя или буфера тепла. Внешний же стеклянный слой защищает деревянный от погодных воздействий и помогает усилить его эффект.

Зимой солнце расположено низко — его лучи проходят через стеклянный фасад и постепенно прогревают дерево. После заката оно медленно остывает и служит защитой здания от низких температур на улице. Это позволяет значительно снизить потерю тепла через стены, соответственно, снижая и необходимость в более длительном обогреве помещения.

Летом, когда солнце находится выше, его лучи попадают на SAF под более острым углом. Деревянные панели из-за своего легкого уклона образуют тень, что не дает им нагреваться так, как зимой.

Устанавливать SAF можно как на готовом здании (предварительно собранные секции фиксируются на фасаде с помощью алюминиевых креплений), либо во время строительства. Панели полностью разбираются, то есть при необходимости их можно легко заменить или снять. Плюс они защищают стены здания от внешних воздействий, что позволяет увеличить срок службы дома.

Изобретатель Solar Activated Facade — архитектор Джузеппе Фент из Швейцарии; панели SAF продаются в этой стране уже примерно 15 лет.

2. Qmonos — синтетическая паутина

В начале 2000-х годов Джеффри Тернер и Пол Баллард основали в Канаде компанию Nexia Biotechnologies, которая занималась производством волокна BioSteel — биологического шелка повышенной прочности. Для этого использовались генетически модифицированные козы — в их ДНК был добавлен ген пауков кругопрядов-нефил, плетущих самые большие паутины. Нити BioSteel выделялись из особым образом обработанного молока таких животных.

В 2009 году Nexia Biotechnologies разорилась, но идею о создании искусственного шелка продолжила японская компания Spiber. Ее синтетическое волокно под названием Qmonos (от японского “кумоносу” — паутина) “плетут” генетически модифицированные бактерии. Spiber уже разработала методы достаточно масштабного производства и в сотрудничестве с одежным брендом The North Face выпустила “Лунную парку” — куртку для полярных экспедиций, выполненную с применением нитей Qmonos. Ожидается, что парки из искусственной паутины появятся в продаже уже в этом году.

MX3D
MX3D

3. 3D-печатный мост MX3D

Мост MX3D — проект голландского дизайнера Йориса Лармана. Первый в мире “напечатанный” мост возведут промышленные роботы-принтеры, которые способны создавать конструкции из различных металлов прямо в воздухе — благодаря технологии многоосной печати.

Идею Ларман разрабатывает уже давно; и она уже начала обретать конкретные черты. В сотрудничестве с компанией Autodesk и европейской строительной фирмой Heijmans он рассчитывает в 2017 году напечатать пешеходный мост через один из старейших искусственных каналов Амстердама.

Изначально мост 8 метров в длину и 4 метров в ширину планировалось возводить прямо на месте, но из соображений практичности и безопасности сборку решили перенести в близлежащий склад.

Предполагается, что работа займет около двух месяцев; а сама конструкция не будет уступать в прочности мостам, построенным по традиционным технологиям.

Cardiff University
Cardiff University

4. M4L — самовосстанавливающийся бетон

В процессе разработки и несколько проектов по созданию самовосстанавливающегося бетона. Исследователи из Кардиффского университета (Уэльс) в сотрудничестве с учеными из университетов Бата и Кембриджа (Англия) уже проводят первые значительные испытания трех видов бетона, которые должны чинить выбоины и трещины самостоятельно, без вмешательства человека.

Проект получил название “Материалы для жизни” (Materials for Life, M4L). Первый вид бетона содержит полимеры, обладающие эффектом пластической памяти, которые активируются электрическим током. Второй — восстанавливающие агенты из органических и неорганических соединений. Третий — капсулы, которые содержат бактерии и восстанавливающие агенты. Цель M4L — добиться того, чтобы объекты инфраструктуры (дороги, тоннели, мосты, здания) могли самостоятельно следить за своим состоянием и при необходимости устранять возникшие неполадки.

Испытания M4L проводятся в Южном Уэльсе, на участке ремонтируемой трассы, чтобы понаблюдать за работой “Материалов для жизни” в реальных условиях.

Wyss Institute at Harvard University
Wyss Institute at Harvard University

5. Биопластмасса из панцирей креветок

Ученые из Бионженерного института Висса при Гарвардском университете разработали одну из биопластмасс будущего. Сделана она из панцирей, которые сбрасывают креветки. Из этого исключительно прочного, но гибкого природного хитина Дон Ингбер и Хавьер Фернандес создали тонкую пленку, прочную, как алюминий, но в два раза легче его.

Этот биосовместимый биоразлагаемый и недорогой материал может принимать различные трехмерные формы и со временем способен заменить современные пластмассы, которые делаются из нефти, не разлагаются многие годы и засоряют сушу и океан.

Сейчас создатели “креветочного” биопластика совершенствуют методы производства, которые позволят наладить коммерческое производство продукта.