10的施工工艺

混凝土是世界上最广泛使用的建筑材料[来源:乌鸦]。事实上,它是地球上第二大消费物质,水后[来源:鲁宾斯坦]。认为所有的混凝土住宅,办公楼,每年建造教堂和桥梁。混凝土是便宜和广泛适应性强,但也容易开裂和恶化的压力像极热和极冷。

在过去,唯一的办法修复破裂的混凝土是补丁,加强它,或者把它下来,从头开始。但现在不是了。2010年,一名研究生和罗德岛大学的化学工程教授创建了一个新的“治愈”的“智能”具体类型的裂缝。混凝土混合嵌入硅酸钠的小胶囊。当裂纹形式,胶体状的愈合剂,变硬胶囊破裂并释放来填补这一空缺[来源:URI]。

这不是自修复混凝土的唯一方法。其他研究人员利用细菌或者嵌入式玻璃毛细血管或聚合物微胶囊达到类似的结果。18新利最新登入然而,罗得岛州的研究人员认为他们的方法是最划算的。

延长混凝土的生活可能有巨大的环境效益。世界范围内的混凝土生产目前占全球二氧化碳排放的5%[来源:鲁宾斯坦]。智能混凝土不仅会使我们的结构安全,但也减少温室气体。

一个纳米是一米的1000000000。这是不可能小。一张纸是100000纳米。你的指甲长大约每秒钟1纳米。甚至你的DNA链是2.5纳米宽[来源:NANO.gov]。构造材料的“纳米”规模似乎不可能,但使用电子束光刻技术等尖端技术,科学家和工程师已经成功地创建管道的碳墙壁上只有1纳米厚。

当一个更大的粒子分为越来越更小的部分,它的表面积的比例质量增加。这些碳纳米管具有最高的强度重量比地球上的任何材料,可以拉伸超过一百万倍的厚度(来源:国家统计局]。碳纳米管的太轻了,可以嵌入到其他建筑材料,如金属、混凝土、木材和玻璃添加密度和抗拉强度。工程师们甚至在尝试在建筑材料和纳米传感器可以监测压力识别潜在的骨折或裂缝发生之前[来源:NanoandMe.org]。

几十年来,化学工程师的梦想一种结合了金属的强度和耐久性的材料与清澈纯洁的玻璃。这样一个“明显的金属”可以用来建造高耸的玻璃幕墙的摩天大楼,需要更少的内部支持。安全的军事建筑安装薄透明金属windows不受最高水准的炮火。和巨大的水族馆的认为你可以建造这个东西!

早在1980年代,科学家们开始试验一种小说类型的陶瓷粉混合制成铝,氧气和氮。陶瓷是任何困难,通常晶体材料是由一个加热和冷却的过程。在这种情况下,铝粉置于巨大的压力之下,加热数天在2000摄氏度(3632华氏度),最后抛光生产完全清楚,玻璃样的材料与铝的强度[来源:Ragan]。

被称为透明的铝阿龙,太空时代的材料已经被军事制造防弹玻璃和光学透镜。

在暴风雨期间,张在道路雨水倾泻而下,人行道和停车场,冲刷表面碎片和污染物和洗涤潜在有毒化学物质像汽油直接进入下水道和河流。美国环境保护署(EPA)标识在铺设城市雨水径流水质污染的主要来源。

自然有自己的过滤毒素的方法雨水。土壤是一个宏伟的滤波器对金属和其他无机材料。雨水向下通过土壤含量、微生物和植物根系吸收过量的化学物质[来源:欧洲航天局]。知道了这一点,工程师创造了一种新型的透水混凝土允许雨水穿过人行道,让自然做它的工作。

透水或透水混凝土是用大的岩石和沙子,离开15至35%的开放空间在人行道上[来源:环境保护署]。石板的透水混凝土铺设在砾石或其他多孔基材,让雨水解决下面的土壤基质。透水混凝土是一种优良的替代品沥青在停车场。它不仅显著减少径流,还轻混凝土的颜色反映了阳光和在夏天保持凉爽。

如果米开朗基罗著名的大理石雕像大卫是由时间组成的气凝胶,就只有4磅(2公斤)!气凝胶是一种最密集的物质在地球上,一个泡沫状固体材料,其形状几乎尽管轻如空气。一些类型的密度比空气重的三倍,但通常比空气重气凝胶是15倍[来源:Aerogel.org]。

你可能会认为凝胶湿物质,如发胶。但气凝胶是由把液体从凝胶。剩下的是硅结构- 90空气的99%。气凝胶几乎没有重量,但可以脱胎成薄片的气凝胶结构。在建设项目中,气凝胶结构展示了“超隔热”的特性。其多孔结构使热量很难通过。在测试中,气凝胶结构有两到四次传统的玻璃纤维或泡沫绝缘材料的绝缘能力[来源:LaMonica]。一旦价格下来,它可以广泛应用于建筑。

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自然界最巧妙的建筑商之一是谦逊白蚁。与大脑大小的一粒沙子,它的工作原理与成千上万的mound-mates建立庞大和复杂的泥浆结构。白蚁被哈佛大学机器人研究人员的注意,因为昆虫不采取一些中央白蚁师的命令。每个白蚁工作单独根据基因编程规则的行为。在一起,一群一心一意的人,他们创造的泥浆。

受白蚁,哈佛大学的研究人员的自组织系统研究小组建立了小型建筑机器人程序一起工作作为一个群体。四轮机器人可以通过提升每个构建砖块墙砖,爬墙和铺砖的在一个开放的地方。他们有传感器来检测其他的存在机器人制度走出彼此的方式。像白蚁一样,没有人是“控制”他们,但他们是共同构建一个特定的设计程序。

想象一下应用程序:群集机器人建造堤坝墙壁危险淹没沿海地区;成千上万的微小机器人在火星上建造一个空间站;或深海底天然气管道被游泳聚集成群的机器人。类似的实验使用一群自主飞行机器人建立一个巧妙地起伏的砖塔[来源:利吉特]。

三维打印终于变成主流。Makerbot出售漂亮的(和负担得起的)桌面机器可以打印完全呈现3 d塑料玩具,珠宝、机器零件和假肢。但是如果你想打印的东西比一个鞋盒吗?你能实际构建一个足够大的3 - d打印机打印一个塑料房子吗?

答案是“是的。”一个荷兰建筑公司已经启动了一项雄心勃勃的公共艺术项目建立一个3 - d打印的房子。但首先,他们必须建立一个世界上最大的3 - d打印机,称为Kamermaker或者“房间制造商。”Using the same plastic source material as small-scale 3-D printers, the Kamermaker can print out large LEGO-like plastic components that will be assembled into individual rooms of the house. The rooms will then lock together — again, think LEGO — with the printed exteriors of the home designed to look like a traditional Dutch canal house.

与此同时,中国建筑公司建造房屋使用一个巨大的3 - d打印机喷层的水泥和建筑垃圾组装的家园。公司说,房子将花费不到5000美元,它可以每天生产10的[来源:《卫报》]。

谷歌是占用所有的聚光灯下无人驾驶汽车智能汽车,但好如果他们还有“哑巴”道路上开车吗?

其中一个最令人兴奋的新想法是一个道路,作为电动车的充电器。新西兰公司已经建立了一个大型“权力垫”,可以无线充电的停电动车[来源:巴里]。下一步是将无线充电技术嵌入到实际路面铺设电动车可以充电。没有更多的燃料补给站!

其他有趣的想法可能成真的一天包括路面吸收阳光发电,或者——更酷和压电晶体嵌入道路,捕捉过往车辆的振动,并将其转换成可用能量[来源:0到60倍]。

二氧化碳(CO2)喷出从发电厂和汽车是人造温室气体的最大来源。每年,我们泵超过300亿公吨(330亿吨)的二氧化碳到大气中,加速全球变暖的破坏性影响[来源:Trafton]。在能源部门的诱捕实验或“隔绝”二氧化碳排放的地下,一组研究人员在麻省理工学院(MIT)已经成功地利用转基因酵母将二氧化碳气体转化为固体,以碳为基础的建筑材料。

像哈佛白蚁团队,麻省理工学院的研究人员也受自然启发,这次的鲍鱼。像其他甲壳类动物,鲍鱼可以ocean-borne二氧化碳和矿物质转化为碳酸钙来构建他们的坚硬如岩石的贝壳。研究人员分离酶,鲍鱼用于采集矿物二氧化碳和改造一批酵母生产它。满满一烧杯的转基因酵母可以产生2磅(1公斤)的固体碳酸盐只有1磅(0.5公斤)的二氧化碳[来源:Trafton]。想象他们能让多少18新利最新登入碳砖和300亿吨的二氧化碳。

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