Tương lai của ngành xây dựng đang đến gần hơn với những vật liệu xây dựng đột phá. Từ những viên gạch có khả năng làm sạch không khí đến bê tông siêu bền để xây dựng trên các hành tinh khác.
Gỗ trong suốt quang học (TW), được phát triển gần đây bởi một nhóm các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Hoàng gia ở Stockholm, là một vật liệu quang học trong suốt mới có thể có tác động lớn đến các dự án kiến trúc. Theo một bài báo đăng trên tạp chí Biomacromolecules của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, đây là quá trình trong đó lignin được loại bỏ khỏi gỗ về mặt hóa học, khiến gỗ chuyển sang màu trắng. Việc bổ sung một loại polyme trong suốt vào chất nền xốp thu được sẽ ổn định cả hai tính chất quang học.
Viện Kiến trúc Tiên tiến của Catalonia đã tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành xây dựng với loại gạch thủy tinh độc đáo. Được làm từ bọt hydrogel có khả năng hấp thụ lượng nước gấp 400 lần thể tích, loại gạch này hoạt động như một chiếc điều hòa không khí tự nhiên. Vào ban ngày, gạch hấp thụ nhiệt và độ ẩm từ môi trường xung quanh. Đến ban đêm, khi nhiệt độ giảm xuống, độ ẩm được giải phóng, tạo ra hiệu ứng làm mát tự nhiên cho không gian.
Tìm hiểu thêm: Tìm Hiểu Về Tòa Nhà Thông Minh
Hàng tỷ đầu lọc thuốc lá bị vứt bỏ mỗi năm đang gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Tuy nhiên, các nhà khoa học tại Đại học RMIT đã tìm ra cách biến rác thải này thành một nguồn tài nguyên quý giá. Họ đã phát triển một quy trình sản xuất gạch xây dựng sử dụng tàn thuốc lá, không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra những sản phẩm xây dựng chất lượng cao.
Theo nghiên cứu của Tiến sĩ Abbas Mohajerani và nhóm của ông, việc thay thế 1% đất sét trong quá trình sản xuất gạch bằng tàn thuốc lá đã đủ để tiêu thụ toàn bộ lượng tàn thuốc lá thải ra trên toàn cầu mỗi năm. Điều đáng ngạc nhiên là, những viên gạch này không chỉ nhẹ hơn mà còn có độ bền cao hơn so với gạch truyền thống.
Nguyên lý của phương pháp này khá đơn giản. Tàn thuốc lá được nghiền nhỏ và trộn đều với đất sét. Khi nung, các chất hữu cơ trong tàn thuốc lá sẽ cháy, tạo ra nhiệt lượng bổ sung cho quá trình nung, giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể.
Trong bối cảnh các sứ mệnh chinh phục sao Hỏa ngày càng trở nên khả thi, vấn đề tìm kiếm các vật liệu xây dựng phù hợp với môi trường khắc nghiệt của hành tinh đỏ là một trong những thách thức hàng đầu.
Nước, một yếu tố thiết yếu cho sự sống, đồng thời cũng là một nguồn tài nguyên vô cùng quý giá trên sao Hỏa. Nhận thức được điều này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Northwestern đã tập trung vào việc phát triển các loại vật liệu xây dựng không yêu cầu nước. Bê tông gốc lưu huỳnh, một công nghệ đã được nghiên cứu từ những năm 1970, đã được họ xem xét kỹ lưỡng và phát triển để đáp ứng các yêu cầu đặc biệt của môi trường sao Hỏa.
Nhằm đáp ứng nhu cầu về các giải pháp xây dựng thông minh và bền vững, Tiến sĩ José Carlos Rubio Ávalos thuộc Đại học Michoacana de San Nicolás de Hidalgo đã tiên phong trong việc phát triển một loại xi măng quang học mới. Loại xi măng này sở hữu khả năng hấp thụ và phát xạ ánh sáng, mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các công trình kiến trúc hiện đại. Bằng cách tích hợp các hạt nano phát quang vào ma trận xi măng, nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Ávalos đã tạo ra một vật liệu xây dựng không chỉ có tính thẩm mỹ cao mà còn góp phần tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.
Công ty Komatsu Seiren đã đạt được một bước đột phá trong lĩnh vực vật liệu xây dựng với việc phát triển thành công thanh sợi carbon nhiệt dẻo "CABKOMA". Sản phẩm này được cấu tạo từ sợi carbon cốt liệu, phủ lớp bảo vệ bằng sợi tổng hợp hoặc vô cơ và liên kết bởi nhựa nhiệt dẻo. Ứng dụng nổi bật nhất của "CABKOMA" hiện nay là trong dự án kiến trúc do Kengo Kuma thiết kế, nơi nó được sử dụng như một giải pháp gia cố nhẹ và hiệu quả cho các công trình chịu tác động địa chấn.
Terreform ONE và Genspace đã tạo ra một bước đột phá trong ngành thiết kế nội thất bằng việc giới thiệu những chiếc ghế làm từ vật liệu sinh học hoàn toàn phân hủy được. Thay vì sử dụng các quy trình sản xuất công nghiệp truyền thống, hai tổ chức này đã ứng dụng công nghệ sinh học để tạo ra những sản phẩm thân thiện với môi trường.
Một trong những thiết kế nổi bật là chiếc ghế dài với cấu trúc độc đáo, gợi liên tưởng đến khung xương sườn. Phần đệm được làm từ các vật liệu sinh học mềm mại, mang đến cảm giác thoải mái. Chiếc ghế dành cho trẻ em lại sở hữu thiết kế linh hoạt, với các đoạn ghép nối thông minh cho phép thay đổi hình dạng tùy theo nhu cầu sử dụng.
Những sản phẩm này không chỉ là một tuyên ngôn về sự sáng tạo trong thiết kế mà còn là lời khẳng định cho một tương lai bền vững, nơi các sản phẩm tiêu dùng được sản xuất từ các nguồn tài nguyên tái tạo và có thể dễ dàng hòa nhập trở lại với tự nhiên.
Breathe Brick được thiết kế như một thành phần không thể thiếu trong hệ thống thông gió hiện đại của các công trình xây dựng. Với cấu trúc hai lớp độc đáo, lớp ngoài của viên gạch được chế tạo từ vật liệu đặc biệt có khả năng lọc không khí hiệu quả, trong khi lớp trong đóng vai trò như một lớp cách nhiệt, đáp ứng các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành.
Nguyên lý hoạt động của Breathe Brick dựa trên hiệu ứng xoáy lốc, tương tự như cơ chế hoạt động của máy lọc bụi công nghiệp. Khi không khí đi qua các lỗ thông hơi trên bề mặt viên gạch, các hạt bụi và các chất ô nhiễm sẽ bị giữ lại trong các khoang chứa bên trong. Thiết kế này cho phép thu gom và loại bỏ một lượng lớn chất ô nhiễm, góp phần cải thiện chất lượng không khí trong nhà một cách đáng kể.
Bê tông sinh học là một sáng tạo đột phá của các nhà khoa học TU Delft, hứa hẹn sẽ giải quyết một trong những thách thức lớn nhất của ngành xây dựng hiện đại: hiện tượng nứt nẻ và ăn mòn cốt thép. Khác biệt so với các loại bê tông truyền thống, bê tông sinh học có khả năng tự chữa lành các vết nứt nhỏ, kéo dài tuổi thọ công trình và giảm thiểu chi phí bảo trì.
Cơ chế tự phục hồi của bê tông sinh học dựa trên việc ứng dụng các vi sinh vật có khả năng sản sinh ra các khoáng chất tự nhiên, lấp đầy các vết nứt khi chúng xuất hiện. Điều này không chỉ giúp duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc mà còn ngăn ngừa quá trình ăn mòn cốt thép, đảm bảo độ bền vững lâu dài của công trình.
Tìm hiểu thêm: ISO 19650 Và Môi trường Dữ Liệu Chung (CDE)
"Floating Piers" của Christo và Jeanne-Claude không chỉ là một tác phẩm nghệ thuật ấn tượng mà còn là một minh chứng cho sự phát triển vượt bậc của công nghệ vật liệu. Để tạo nên một cây cầu nổi dài 3km trên mặt hồ Iseo, các nghệ sĩ đã sử dụng một loại vật liệu đặc biệt, kết hợp giữa độ bền cao và tính linh hoạt. Loại vật liệu này không chỉ đảm bảo sự an toàn cho hàng ngàn người tham quan mà còn có khả năng thích ứng với điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Việc xây dựng "Floating Piers" đã mở ra những khả năng mới cho ngành công nghiệp vật liệu. Loại vật liệu được sử dụng trong tác phẩm này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các dự án xây dựng quy mô lớn, đặc biệt là các công trình trên mặt nước. Ngoài ra, tính bền vững và khả năng tái chế của vật liệu này cũng góp phần thúc đẩy sự phát triển của các giải pháp xây dựng xanh.
Sự ra đời của những vật liệu xây dựng đột phá đang làm thay đổi sâu sắc ngành xây dựng. Từ các giải pháp bền vững như vật liệu phân hủy sinh học và vật liệu hấp thụ ô nhiễm đến những công nghệ tiên tiến như bê tông tự phục hồi và gốm sứ thông minh, chúng ta đang chứng kiến một tương lai đầy hứa hẹn của ngành xây dựng. Những đổi mới này không chỉ mở ra những khả năng thiết kế mới mà còn góp phần tạo ra một môi trường sống bền vững hơn cho con người.
Bạn đang cần tìm phần mềm BIM, phần mềm CDE, phần mềm quản trị doanh nghiệp xây dựng toàn diện hay bất kỳ khía cạnh công nghệ và kỹ thuật liên quan đến BIM/CAD cho dự án của mình?
Đừng lo lắng, BIMCAD Vietnam luôn sẵn sàng đồng hành cùng bạn!
