آینده مصالح ساختمانی چگونه است؟

در حدود ۶۰۰۰ سال قبل از میلاد، استفاده از خاک رس جایگزین شاخه ها، چرم و درختان شد و بعد ها از خاک رس  آجری درست شد که بدون پوشش مخلوط با کاه (احتمالاً ضایعات حاصل از محصولات) متفاوت استفاده می‌شد.

تمدن ها در آن زمان شروع به ساختن سازه های غول پیکر کردند که از مخلوطی از سنگ برای پایه ها، خاک رس برای داخل و آجر برای دیوارهای بیرونی و همچنین قیر به عنوان ملات، بامبو و طناب برای داربست استفاده کردند. در طول سال ها، سنگ (در بسیاری از موارد، از ساختمان های قبلی به دست آمد) و چوب، در قرن نوزدهم، به عنوان تولید فولاد  و رشد شهرها منجر به ساخت بلوک هایی از خانه های تقویت شده با بتن پیش تنیده و تیرهای فلزی شد.

آینده مصالح ساختمانی

مواد از لحظه کشف قوانین کشسانی یک نقطه چسبندگی دشوار بوده اند، قبل از آن، همه چیز فقط یک آزمون و خطا بود، بعد از آن، همه چیز در مورد روش های علمی، آزمایشات در لوله های آزمایش و علم مواد بود. اما تنها در سال‌های اخیر نانوتکنولوژی به ما اجازه داده است تا آنقدر عمیق به هسته اتم‌ها وارد شویم که نه تنها ماده را تصور کنیم، بلکه آن را به عنوان بخشی ضروری از رفتار مواد شکل دهیم.

گرافن چاپ سه بعدی

گرافن برای مدتی به عنوان یکی از قوی‌ترین مواد مصنوعی روی زمین در نظر گرفته می‌شود، با این حال، گرافن به‌صورت ورقه‌ای یا ورقه‌ای ظاهر می‌شود و استفاده از آن را در ساخت و ساز بسیار پیچیده می‌کند.

در مقابل سازه های ساختمانی سنتی، فرمی انتخاب شده است که به فضای داخلی اهمیت بیشتری می دهد و استفاده از مصالح ساختمانی را به حداقل می رساند، با استفاده از مصالحی مانند گرافن و اشکال ارگانیک مشابه، امکان ساخت دیوارهای معمولی با مزیت بالشتک هوا در خود دیوار برای کاهش اثرات آب و هوای داخل ساختمان.

مواد خود درمانی

در سال ۲۰۱۵، هندریک ام. یونکرز، میکروبیولوژیست، نوعی بتن را معرفی کرد که توانایی ترمیم خود را تا حدودی دارد، یعنی دیگر ترک و تعمیر، نشتی، عدم نیاز به مقاومت در برابر رطوبت و اتلاف انرژی از طریق ترک ها وجود ندارد.

طراحی ویلا مدرن

این بتن حاوی باکتری هایی است که مواد را از داخل ترمیم می کنند، به روشی مشابه که بافت انسان پس از شکستگی خود را ترمیم می کند.باکتری ها تا زمانی که رطوبت (آب) وارد شکاف ها شود و باکتری ها دست به کار شوند، در داخل ماده خفته می مانند.

چند سال قبل، تیمی از دانشمندان اسپانیایی یک ماده لاستیکی خود ترمیم شونده را معرفی کرده بودند که بسیار مقاوم بود به این معنی که با ضخامت مناسب می‌توان از آن برای کابل‌های روی پل‌ها استفاده کرد و تیمی از دانشمندان چینی بعداً این نتایج را تأیید کردند.

یک ماده ماوراء طبیعی که اثر هال را معکوس می کند:

در ابتدای سال ۲۰۱۷، گروهی از دانشمندان یک فراماده ابتکاری ارائه کردند که می تواند اثر هال را معکوس کند. تعداد کمی از این اثر الکترومغناطیسی می دانند، بنابراین برای بسیاری این امر منطقی نیست. اگر جریان الکتریکی از یک هادی در یک میدان مغناطیسی عبور کند، میدان مغناطیسی نیروی مماسی بر حامل های بار متحرک وارد می کند که تمایل دارد آنها را به یک طرف رسانا فشار دهد.

اساساً آنچه می‌گوید این است که نیرو زمانی ظاهر می‌شود که شما از الکتریسیته و میدان‌های مغناطیسی استفاده می‌کنید، نیرویی که ما می‌توانیم از آن استفاده کنیم، و اکنون می‌توانیم بچرخیم تا در جهت مخالف باشد. اگرچه اولین کاربردهای عملی این ماده بیشتر به سمت الکترونیک است، اما می توان از آن در ساخت و ساز نیز استفاده کرد، با استفاده از مسیرها یا میله های الکترونیکی نامرئی (برای الکترون ها) در داخل دیوارهای ساختمان.

خلاصه

با توجه به پیشرفت سریع در مهندسی مواد ، این احتمال وجود دارد که همه این فناوری‌ها در کمتر از پنج سال کامل شوند، یا حتی به عنوان منسوخ شده‌اند و به دقیق‌ترین روش‌های تحلیل اجزای محدود حذف شوند.

هیچ‌کس نمی‌تواند آینده را پیش‌بینی کند، و خطرناک است که بگوییم این یا آن روش‌های ساخت‌وساز در یک یا دو دهه آینده استفاده می‌شود، احتمالاً اشتباه می‌کنیم، اما چیزی که تقریباً قطعی به نظر می‌رسد این است که هر چه که باشد، آن‌ها را شگفت‌زده خواهد کرد. ما که با موضوع آشنا نیستیم

علاوه بر این، با توجه به درجه بالای تخصص در استفاده از مصالح، این احتمال وجود دارد که تعداد زیادی از مواد مختلف حتی در کوچکترین پروژه های ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد که هر یک با هدف حل یک مشکل خاص است.

منبع : ساختمان