Inżynierowie z University of Pittsburgh pracują nad lekkim, wielofunkcyjnym materiałem konstrukcyjnym. Inteligentny beton będzie generował własny ładunek elektryczny.
Inteligentne materiały zbudują lepszą przyszłość
Postępująca urbanizacja i wzrost populacji wymusza na nas tworzenie coraz wydajniejszych, bardziej ekologicznych i inteligentnych materiałów. Ekologiczne panele, fasady i farby, inteligentne, energooszczędne płyty i okna… nawet na cement i drogi powstaje coraz więcej ciekawych patentów. Najnowszy pochodzi z University of Pittsburgh.
Inżynierowie z tejże uczelni opracowali lekki, elastyczny materiał infrastrukturalny. Produkt jest łatwy do dostosowania do różnych konstrukcji i generuje własny ładunek elektryczny.
Współczesne społeczeństwo używa betonu w budownictwie od setek lat, po jego pierwotnym stworzeniu przez starożytnych Rzymian. Masowe wykorzystanie betonu w naszych projektach infrastrukturalnych oznacza potrzebę opracowania nowej generacji materiałów betonowych, które są bardziej ekonomiczne i przyjazne dla środowiska, a jednocześnie oferują zaawansowane funkcje. Wierzymy, że możemy osiągnąć wszystkie te cele, wprowadzając paradygmat metamateriałów do rozwoju materiałów budowlanych.
Amir Alavi, adiunkt inżynierii lądowej i środowiskowej w Pitt
Drogi przewodzące prąd – krwiobieg inteligentnych miast
Nowy materiał składa się ze wzmocnionych auksetycznych (o ujemnej liczbie Poissona) sieci polimerowych w przewodzącej matrycy cementowej. Cement przewodzący, wzmocniony proszkiem grafitowym, tworzy elektrodę, a mechaniczny wyzwalacz może generować elektryzację kontaktową między warstwami. Efekt ten nie generuje wystarczającej ilości energii, aby wysłać ją do sieci, ale potencjalnie może być ona wykorzystana do monitorowania uszkodzeń wewnątrz konstrukcji – na przykład w przypadku trzęsienia ziemi.
Ogromnym plusem materiału jest też to, że można go precyzyjnie dopasować do potrzeb konstrukcji, zmieniając jego elastyczność, kształt i kruchość. Podczas testów wykazano, że materiał może skompresować się do 15% przy zachowaniu integralności strukturalnej.
Takie lekkie i mechanicznie dopasowywane systemy betonowe mogą otworzyć drzwi do wykorzystania betonu w różnych zastosowaniach, takich jak materiały pochłaniające wstrząsy na lotniskach, aby pomóc spowolnić samoloty lub systemy izolacji baz sejsmicznych.
Amir Alavi, adiunkt inżynierii lądowej i środowiskowej w Pitt
Naukowcy uważają też, że w przyszłości inteligentny beton może nawet zasilać układy scalone wbudowane w autostrady, aby wspomagać samojezdne samochody.
Więcej o inteligentnym betonie można dowiedzieć się z artykułu naukowego zespołu.
