10 Futuristinių Statybų Technologijų

{h1}

Skaidrus aliuminis ir savaime kietėjantis betonas yra tik dvi iš 10 mūsų sąraše esančių futuristinių konstrukcijų technologijų. Skaitykite daugiau „WordsSideKick.com“.

Pradžioje buvo purvas. Ankstyviausi žmonių būstai buvo statomi tik iš saulėje kepamų purvo ir šiaudų plytų. Senovės romėnai pirmieji eksperimentavo su betonu, sumaišydami kalkes ir vulkanines uolienas, kad pastatytų didingas struktūras, tokias kaip Panteonas Romoje, vis dar didžiausią nesutvirtintą betoninį kupolą pasaulyje [šaltinis: Pruitt].

Per šimtmečius inžinieriai ir architektai sugalvojo vis naujų būdų, kaip sukurti aukštesnius, stipresnius ir gražesnius kūrinius, naudojant žaidimus keičiančias medžiagas, tokias kaip plieninės sijos, žemės drebėjimui atsparūs pamatai ir stiklo užuolaidų sienos.

Tačiau ką ateityje vertina statybos technologijos? Ar ateis diena, kai triukšmingus ekipažus pakeis autonominių nanobotų spiečiai? Ar betoninių pamatų įtrūkimai vieną dieną stebuklingai išsigydys, ar degalines pakeis elektromobiliai, važiuojantys savaime įkraunamais keliais?

Skaitykite visą 10 įdomiausių netolimos ateities statybų naujovių sąrašą. Kai kurie net naudojami šiandien.

10. Savisaugantis betonas

10 Futuristinių statybų technologijų: futuristinių

Jei kelio betonas sugebėtų išgydyti save, miestai galėtų sutaupyti daug pinigų. Justinas Sullivanas / „Getty Images“

Betonas yra pati plačiausiai naudojama statybinė medžiaga pasaulyje [šaltinis: Crow]. Tiesą sakant, tai yra antra pagal dydį medžiaga Žemėje po vandens [šaltinis: Rubenstein]. Pagalvokite apie visus kiekvienais metais statomus namus, biurų pastatus, bažnyčias ir tiltus. Betonas yra pigus ir lengvai pritaikomas, tačiau taip pat yra atsparus įtrūkimams ir susidėvėjimui esant tokiems įtempiams kaip didelis karštis ir šaltis.

Anksčiau vienintelis būdas sutvirtinti įtrūkusią betoną buvo jį pataisyti, sustiprinti ar numušti ir pradėti nuo nulio. Bet ne daugiau. 2010 m. Rodo salos universiteto magistrantas ir chemijos inžinerijos profesorius sukūrė naujo tipo „išmanųjį“ betoną, kuris „gydo“ savo paties įtrūkimus. Betono mišinys yra įterptas mažomis natrio silikato kapsulėmis. Kai susidaro įtrūkimas, kapsulės plyšta ir išsiskiria į gelį panašus gydantis agentas, kuris sukietėja užpildydamas tuštumą [šaltinis: URI].

Tai nėra vienintelis betono savaiminio išgijimo būdas. Kiti tyrėjai, siekdami panašių rezultatų, naudojo bakterijas arba įterptus stiklo kapiliarus ar polimerines mikrokapsules. Tačiau Rodo salos tyrinėtojai mano, kad jų metodas yra pats efektyviausias.

Betono tarnavimo laiko pratęsimas gali būti labai naudingas aplinkai. Šiuo metu betono gamyba pasaulyje sudaro 5 procentus viso išmetamo anglies dioksido kiekio [šaltinis: Rubenstein]. Protingas betonas ne tik padidins mūsų konstrukcijas, bet ir sumažins šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį.

9. Anglies nanovamzdeliai

10 Futuristinių statybų technologijų: technologijų

Anglies nanovamzdeliai turi didžiausią bet kurios Žemės medžiagos stiprumo ir svorio santykį ir gali būti ištempti milijoną kartų ilgiau nei jų storis. © „Digital Art / Corbis“

Nanometras yra viena milijardoji metro dalis. Tai neįmanomai maža. Vieno popieriaus lapo dydis yra 100 000 nanometrų. Pirštas auga maždaug 1 nanometru kas sekundę. Net jūsų DNR grandinė yra 2,5 nanometro pločio [šaltinis: NANO.gov]. Konstruoti medžiagas „nano“ mastu atrodytų neįmanoma, tačiau naudojant pažangiausias technologijas, tokias kaip elektronų pluošto litografija, mokslininkai ir inžinieriai sėkmingai sukūrė anglies vamzdelius, kurių sienelės yra tik 1 nanometro storio.

Kai didesnė dalelė yra padalinta į vis mažesnes dalis, jos paviršiaus ploto ir masės dalis didėja. Šie anglies nanovamzdeliai turi didžiausią bet kurios žemės medžiagos stiprumo ir svorio santykį ir gali būti ištempti milijoną kartų ilgiau nei jų storis [šaltinis: NBS]. Anglies nanovamzdeliai yra tokie lengvi ir stiprūs, kad juos galima įterpti į kitas statybines medžiagas, tokias kaip metalai, betonas, medis ir stiklas, kad būtų padidintas tankis ir atsparumas tempimui. Inžinieriai netgi eksperimentuoja su nanoskalės jutikliais, kurie gali stebėti statybinių medžiagų viduje esančius įtempius ir nustatyti galimus įtrūkimus ar įtrūkimus dar prieš jiems atsirandant [šaltinis: NanoandMe.org].

8. Skaidrus aliuminis

10 Futuristinių statybų technologijų: gali

Skaidrus aliuminis galėtų būti naudojamas statant bokštinius stiklinius dangoraižius, kuriems reikėjo mažiau vidinės paramos. claser / E + / „Getty Images“

Dešimtmečiais chemijos inžinieriai svajojo apie medžiagą, kurioje metalo stiprumas ir ilgaamžiškumas derinamas su krištolo skaidrumo stiklu. Toks „skaidrus metalas“ galėtų būti panaudotas statant bokštinius stiklinius dangoraižius, kuriems reikia mažiau vidinės paramos. Saugiuose kariniuose pastatuose būtų galima įrengti plonus, permatomus metalinius langus, nepralaidžius didžiausio kalibro artilerijos ugniai. Ir pagalvokite apie nepaprastą akvariumą, kurį galėtumėte sukurti naudodamiesi šia medžiaga!

Devintajame dešimtmetyje mokslininkai pradėjo eksperimentuoti su naujo tipo keramika, pagaminta iš miltelių pavidalo aliuminio, deguonies ir azoto mišinio. Keramika yra kieta, paprastai kristalinė medžiaga, pagaminta kaitinant ir aušinant. Tokiu atveju aliuminio milteliai yra veikiami milžiniško slėgio, keletą dienų kaitinami 2 000 laipsnių C (3 632 laipsnių F) temperatūroje ir galiausiai šlifuojami, kad būtų gaunama visiškai skaidri, stiklinę panaši medžiaga, pasižyminti aliuminio stiprumu [šaltinis: Ragan].

Kosminio amžiaus medžiagą, žinomą kaip skaidrų aliuminį arba ALON, kariuomenė jau naudoja šarvuotų langų ir optinių lęšių gamybai.

7. Pralaidus betonas

10 Futuristinių statybų technologijų: šaltinis

Didesnis užpildas ir smėlio trūkumas skvarbiame asfalte (parodyta čia) sukuria sujungtas tuštumas, leisdamas vandeniui tekėti paviršiumi, o ne nuo jo, ir tai sumažina lietaus nuotėkį. „BanksPhotos“ / „E +“ / „Getty Images“

Didelės liūties metu lietaus vandens lapai išpilami ant kelių, šaligatvių ir automobilių stovėjimo aikštelių, išvalydami paviršiaus šiukšles ir teršalus ir galimai toksiškas chemines medžiagas, tokias kaip benzinas, plauna tiesiai į kanalizaciją ir upes. JAV aplinkos apsaugos agentūra (EPA) lietaus vandens nutekėjimą asfaltuotose miesto vietose nustato kaip pagrindinį vandens taršos šaltinį.

Gamta turi savo būdą išfiltruoti toksinus iš lietaus vandens. Dirva yra puikus metalų ir kitų neorganinių medžiagų filtras. Lietaus vandeniui tekant dirvožemio lygiu, mikroorganizmai ir augalų šaknys sugeria chemikalų perteklių [šaltinis: ESA]. Tai žinodami, inžinieriai sukūrė naujo tipo pralaidų betoną, leidžiantį lietaus vandeniui praeiti pro grindinį ir leisti gamtai atlikti savo darbą.

Pralaidus arba pralaidus betonas pagamintas iš stambesnių uolienų ir smėlio grūdų, paliekant 15–35 procentus grindinio dangos atviro ploto [šaltinis: EPA]. Pralaidžios betono plokštės yra klojamos ant žvyro ar kitos akytos pagrindinės medžiagos, leidžiančios lietaus vandeniui nusėsti prie grunto pagrindo. Pralaidus betonas yra puikus asfalto pakaitalas automobilių stovėjimo aikštelėse. Tai ne tik žymiai sumažina nuotėkį, bet ir šviesesnė betono spalva atspindi saulės šviesą ir vasarą būna vėsesnė.

6. Airgel izoliacija

10 Futuristinių statybų technologijų: futuristinių

Ant vyšnių žiedo ilsisi anglies kempinė, pagaminta iš oro gelio. Nors jis yra lengvesnis už helį, jis gali absorbuoti aliejų 250–900 kartų daugiau nei jo paties masė. © „Imaginechina“ / „Corbis“

Jei garsioji Mikelandželo marmurinė Dovydo statula būtų pagaminta iš oro gelio, ji svertų tik 4 svarus (2 kilogramus)! Airgelis yra viena iš mažiausiai tankių medžiagų Žemėje, į putplastį panaši kieta medžiaga, kuri išlaiko savo formą, nepaisant to, kad yra beveik tokia pat lengva kaip oras. Kai kurių tipų tankis yra tik tris kartus sunkesnis nei oro, tačiau paprastai aerogeliai yra 15 kartų sunkesni už orą [šaltinis: Aerogel.org].

Galite galvoti apie gelį kaip šlapią medžiagą, pavyzdžiui, plaukų gelį. Bet aerogelis gaminamas pašalinant skystį iš gelio. Lieka tik silicio dioksido struktūra - tai sudaro nuo 90 iki 99 procentų oro. „Airgel“ yra beveik nesvarus, tačiau jį galima susukti į plonus „airgel“ audinio lakštus. Statybos projektuose aerogelio audinys demonstruoja „superizoliacines“ savybes. Dėl porėtos struktūros sunku praleisti šilumą. Bandymuose aerogelio audinys turėjo du ar keturis kartus didesnį nei tradicinės stiklo pluošto ar putplasčio izoliacijos izoliacijos galią [šaltinis: „LaMonica“]. Kai kaina sumažės, ji gali būti plačiai naudojama statybose.

5. Temperatūrai reaktyvios plytelės

10 Futuristinių statybų technologijų: statybų

Ši lentelė keičia spalvą, kai ant jos reaguoja į paviršių kažkas šilto. Judančių spalvų studijos

Jei jūs buvote 1991 m. Ir gyvenote ant žemės, šansai yra geri, kad jums priklausė „Hypercolor“ marškinėliai. Pagal kokį nors mokslinį stebuklą - stebuklą, vadinamą termochrominiai dažai - „Hypercolor“ žmonės gamino marškinėlius, kurie pakeitė spalvą atsižvelgiant į jūsų kūno temperatūrą. Reklama atrodė nepaprastai šauniai ir seksualiai; tavo draugė galėtų uždėti karštas rankas tau ant krūtinės ir palikti žėrinčią žymę. Tačiau iš tikrųjų karščiausios kūno dalys dažniausiai yra tavo pažastys. Švytinčios pažastys = nėra super seksualu.

Šiandien bendrovė, pavadinimu „Moving Color“, gamina stiklo dekoratyvines plyteles, padengtas termochrominiais dažais, kurie „atgyja“ keičiantis paviršiaus temperatūrai. Kambario temperatūroje plytelės yra blizgios juodos spalvos, tačiau kai paliečiate plyteles - ar paliečiate jas tiesioginiu šviesu ar šiltu vandeniu - spalvos, kaip šiauriniai žibintai, virsta vaivorykštės mėlyna spalva, rožine ir žaluma. Šauniausias pritaikymas turi būti keičiantis dušą. Geros naujienos „Moving Color“ yra tai, kad namai neturi pažastų.

4. Roboto spiečiaus konstrukcija

10 Futuristinių statybų technologijų: technologijų

Kirstin Petersen, Harvardo universiteto dirbtinio intelekto bendradarbis, demonstruoja robotus, kuriuos įkvėpė termitai, Amerikos mokslo pažangos asociacijos susitikime 2014 m. Čikagoje. KERRY SHERIDAN / AFP / „Getty Images“

Vienas išradingiausių gamtos statytojų yra nuolankus termitas. Smegenys yra smėlio grūdo dydžio ir kartu su šimtais tūkstančių piliakalnių bendražygių kuria kolosalias ir sudėtingas purvo struktūras. Termitai patraukė Harvardo robotikos tyrinėtojų dėmesį, nes vabzdžiai nepriima kažkokio centrinio termito architekto nurodymų. Kiekvienas termitas veikia atskirai pagal genetiškai užprogramuotas elgesio taisykles. Kartu, kaip vienminčių asmenų spiečius, jie sukuria monumentalius purvo kūrinius.

Įkvėpti termitų, Harvardo savarankiškai organizuojančių sistemų tyrimų grupės tyrėjai sukūrė mažą statybinę robotiką, užprogramuotą dirbti kartu kaip spiečius. Keturračiai robotai gali pastatyti į plytas panašias sienas, pakeldami kiekvieną plytą, lipdami į sieną ir padėdami plytą atviroje vietoje. Jie turi jutiklius, leidžiančius aptikti kitus robotus, ir taisykles, kaip išeiti vienas iš kito. Kaip ir termitai, niekas jų „nekontroliuoja“, tačiau jie yra užprogramuoti kolektyviai kurti konkretų dizainą.

Įsivaizduokite pritaikymą: banguojantys robotai, statantys lygias sienas palei pavojingai užtvindytą pakrantę; tūkstančiai mažų robotų, statančių kosminę stotį ant Marso; arba giluminiai povandeniniai dujotiekiai, surenkami plaukiant spiečių botomis. Panašiam eksperimentui panaudoti autonominių skraidančių robotų spiečius buvo pastatytas meniškai banguojantis plytų bokštas [šaltinis: Liggett].

3. 3D spausdinti namai

10 Futuristinių statybų technologijų: statybų

Ma Yihe (kairėje) rodo 3D spausdintomis sienomis namus, kuriuos jo įmonė stato Šanchajuje, Kinijoje. Jo įmonė planuoja pastatyti 10 iš jų per dieną. © Pei Xin / Xinhua Press / Corbis

3D spausdinimas pagaliau tapo įprastas. „Makerbot“ parduoda madingas (ir beveik prieinamas) stalines mašinas, galinčias atsispausdinti visiškai išpjaustytus 3D plastikinius žaislus, papuošalus, mašinų dalis ir dirbtines galūnes. O kas, jei norite atspausdinti ką nors didesnio nei batų dėžė? Ar iš tikrųjų galėtumėte pastatyti 3D spausdintuvą, kurio dydis yra pakankamai didelis, kad būtų galima atspausdinti plastikinį namą?

Atsakymas yra „taip“. Olandijos architektūros įmonė pradėjo įgyvendinti ambicingą viešojo meno projektą, norėdama pastatyti 3D spausdintą namą. Bet pirmiausia jie turėjo pastatyti vieną didžiausių pasaulyje 3D spausdintuvų, vadinamą „Kamermaker“ arba „kambario gamintoju“. Naudodamas tą pačią plastikinę žaliavą kaip ir mažo formato 3D spausdintuvai, „Kamermaker“ gali atsispausdinti didelius į LEGO panašius plastikinius komponentus, kurie bus surinkti atskiruose namo kambariuose. Tada kambariai bus užrakinti kartu - pagalvok dar kartą, LEGO - su atspausdintais namų eksterjerais, skirtais atrodyti kaip tradicinis olandų kanalo namas.

Tuo tarpu Kinijos statybų įmonė namus stato naudodama milžinišką 3D spausdintuvą, kuris purškia cemento ir statybinių atliekų sluoksnius, kad surinktų namus. Kompanija sako, kad namai kainuos mažiau nei 5000 USD, ir ji gali pagaminti iki 10 iš jų per dieną [šaltinis: „Guardian“].

2. Išmanieji keliai

10 Futuristinių statybų technologijų: statybų

Nereikia automobilio su saulės baterijomis, jei sugalvosime kelius, kurie belaidžiu būdu gali tiekti elektromobiliui energiją. © Chrisas Rogersas / Corbis

„Google“ savo varomuoju automobiliu užstoja visą šviesą, bet kokie gi išmanūs automobiliai yra, jei jie vis tiek turi važiuoti „nemandagiais“ keliais?

Viena įdomiausių naujų idėjų yra kelias, kuris veikia kaip elektromobilių įkroviklis. Naujosios Zelandijos įmonė jau pastatė didelį „galios bloką“, galintį belaidžiu būdu įkrauti pastatytą elektrinį automobilį [šaltinis: Barry]. Kitas žingsnis yra įdiegti belaidžio įkrovimo technologiją į faktinę kelių dangą, kad elektrinės transporto priemonės galėtų įkrauti važiuodamos. Daugiau nebereikia degalų!

Kitos intriguojančios idėjos, kurios vieną dieną gali išsipildyti, yra kelio dangos, sugeriančios saulės šviesą, kad būtų galima generuoti elektrą, arba, dar vėsiau, kelių įterpimas pjezoelektriniais kristalais, kurie fiksuoja pravažiuojančių automobilių virpesius ir paverčia juos naudinga energija [šaltinis: nulis iki 60 kartų ].

1. Pastatas su CO2

10 Futuristinių statybų technologijų: šaltinis

Kietasis abalono apvalkalas įkvėpė MIT tyrėjus išskirti fermento, kurį abalonas naudoja mineralizuodamas C02, kad galėtų sukurti savo apvalkalą. Vieną dieną mes galime pagaminti anglies plytas iš C02. Billas Brennanas / Perspektyvos / „Getty Images“

Anglies dioksidas (CO2), išmestas iš elektrinių ir automobilių, yra didžiausias žmogaus sukurtų šiltnamio efektą sukeliančių dujų šaltinis. Kiekvienais metais į atmosferą mes siurbiame daugiau nei 30 milijardų tonų (33 milijardų tonų) CO2, kur jis pagreitina žalingą globalinio atšilimo padarinius [šaltinis: „Trafton“]. Energetikos sektoriuje eksperimentuojant sulaikant arba „surenkant“ išmetamą CO2 kiekį po žeme, Masačusetso technologijos instituto (MIT) tyrėjų komanda sėkmingai panaudojo genetiškai modifikuotas mieles, kad paversti CO2 dujas kietomis, anglies turinčiomis statybinėmis medžiagomis.

Kaip ir Harvardo termitų komanda, MIT tyrinėtojai taip pat buvo įkvėpti gamtos, šį kartą abalono. Kaip ir kiti vėžiagyviai, abalonas gali paversti vandenyne esančius CO2 ir mineralus kalcio karbonatu, kad sudarytų savo kietus apvalkalus. Tyrėjai išskyrė fermentą, kurį abalonas naudoja mineralizuodamas CO2, ir sukūrė mielių partiją, kad jį gautų. Stiklinė, kurioje pilna genetiškai modifikuotų mielių, gali pagaminti 2 svarus (1 kilogramą) kieto karbonato tik iš 1 svaro (0,5 kilogramo) C02 [šaltinis: „Trafton“]. Įsivaizduokite, kiek anglies plytų jie galėtų pagaminti iš 30 milijardų metrinių tonų CO2.

Norėdami rasti daug daugiau pasaulyje besikeičiančių išradimų ir futuristinių prognozių sąrašą, peržiūrėkite susijusias „WordsSideKick.com“ nuorodas kitame puslapyje.

Susipažinkite su ilgiausiu pasaulyje jūrą kertančiu tiltu

Susipažinkite su ilgiausiu pasaulyje jūrą kertančiu tiltu

Honkongo – Zhuhai – Makao tiltas yra inžinerijos stebuklas. „WordsSideKick.com“ pažvelgia į šią nuostabią struktūrą.


Autoriaus pastaba: 10 futuristinių statybinių medžiagų

Stebint, kaip autonominių skraidančių robotų spiečius sukonstruoja ką nors gražaus, ar tai, kas savaime važiuojantis robotas automobilis sklandžiai patraukia iki „Taco Bell“ variklio, yra kažkas iškart jaudinančio ir bauginančio. Mes kuriame mašinas, kurių dirbtinis intelektas greitai konkuruoja su mūsų „organiniu“ intelektu. 99 proc. Atvejų tai bus neabejotinai geras dalykas, dėl kurio keliai bus saugesni - „Google“ automobiliai dar neturi įvykdyti avarijos ar neturi bilieto - ir automatizuoti užduotis, kurioms prireikė šimtų valandų pavojingo žmogaus darbo. Bet jei Holivudas mus ko nors išmokė, tai, kad intelektualios mašinos ilgainiui maištauja prieš mus ir ims organus, norėdami sunaudoti akumuliatorių. Aš tikiuosi, kad mūsų lenktynės dėl mokslo pažangos bus kontroliuojamos tvirtu etiniu „išjungimo“ jungikliu. Siekdamas būti saugus, naktį atjungiu visus „protingus“ prietaisus. Man patinka mano blužnis ten, kur yra, ačiū.


Vaizdo Papildas: „The Sustainable city“ - futuristinis ir aplinkai draugiškas Dubajaus rajonas (1 dalis) [ENG subs].




Tyrimas


Kas Yra Tranzistorius?
Kas Yra Tranzistorius?

Mikroskopinis Sezoninių Spalvų Žvilgsnis Apakina Akis Vaizdo Įraše
Mikroskopinis Sezoninių Spalvų Žvilgsnis Apakina Akis Vaizdo Įraše

Mokslas Naujienos


Birželio Mėn. Arkties Ledo Tirpiklio Rinkiniai
Birželio Mėn. Arkties Ledo Tirpiklio Rinkiniai

7 Keisčiausi 3D Spausdinimo Dalykai
7 Keisčiausi 3D Spausdinimo Dalykai

Nuotraukos: 17-Ojo Amžiaus Airijos „Piratų Aljanso“ Paieška
Nuotraukos: 17-Ojo Amžiaus Airijos „Piratų Aljanso“ Paieška

Vandenyno „Gummy Bears“ Kova Su Klimato Atšilimu
Vandenyno „Gummy Bears“ Kova Su Klimato Atšilimu

Neįprastos Dalelės Padeda Sukurti Milžinišką Materijos Bangą
Neįprastos Dalelės Padeda Sukurti Milžinišką Materijos Bangą


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com