Những vật liệu thực nghiệm đang định hình tương lai kiến trúc

Từ lâu, những vật liệu quen thuộc như xi măng, đất sét, gỗ, tre, và gạch đã gắn bó với các công trình, nhưng đồng thời cũng bộc lộ những hạn chế về độ bền và tác động môi trường.

Trong bối cảnh đó, các nhà kiến tạo hiện đại đang hướng tới những giải pháp vật liệu bền vững và thân thiện với môi trường hơn. Các nhà thiết kế không chỉ là những người tạo hình không gian, mà còn trở thành những nhà khoa học, tìm kiếm những vật liệu có khả năng tiết kiệm năng lượng, trọng lượng nhẹ, độ bền cao, tính thẩm mỹ và công năng vượt trội.

Sugarcrete: Gạch xanh từ bã mía

Đại học London phối hợp cùng hãng kiến trúc Grimshaw đã nghiên cứu một loại vật liệu sinh học mới từ rơm và phế thải mía đường. Kết quả là sự ra đời của gạch Sugarcrete, một vật liệu có thể ứng dụng đa dạng trong xây dựng: từ cấu kiện chịu lực, tấm cách nhiệt cho đến hệ thống mái và sàn.

Gạch Sugarcrete được tạo nên từ phế thải của ngành công nghiệp mía đường

Sugarcrete được thiết kế từ các khối đa diện, liên kết với nhau bằng những thanh ứng suất đặt ở viền kết cấu. Đây là một hệ thống xây khô, giúp giảm tới 90% lượng thép so với phương pháp xây dựng truyền thống. Thay vì dùng thép, các tấm được kết nối bằng sợi mía đường với nhiều mức độ nén khác nhau, nhờ đó hạn chế được các vết nứt thường gặp ở bê tông.

Một nguyên mẫu thử nghiệm đã được tạo ra bằng cách khóa các viên gạch Sugarcrete lại với nhau. Kết quả cho thấy hệ thống này có thể tái sử dụng, chống cháy và dễ dàng tháo lắp. Đặc biệt, lợi ích mà Sugarcrete mang lại cho xây dựng xanh có thể nhìn thấy ngay trong hiện tại, thay vì phải mất hàng thập kỷ mới cảm nhận rõ hiệu quả.

Sugarcrete được thiết kế từ các khối đa diện, liên kết với nhau bằng những thanh ứng suất đặt ở viền kết cấu

Bê tông phát quang: Vật liệu lưu trữ ánh sáng

Bê tông phát quang là một loại vật liệu xây dựng đặc biệt có khả năng lưu trữ và phát ra ánh sáng. Ban ngày, nó hấp thụ ánh sáng mặt trời tự nhiên, sau đó phát sáng vào ban đêm mà không cần dùng đến nguồn điện.

Sự cải tiến trong cấu trúc vật liệu đã cho phép các tinh thể bên trong được sắp xếp lại, tạo nên những kẽ hở nhỏ để ánh sáng xuyên qua, giúp bề mặt trở nên mờ ảo và phát sáng nhẹ nhàng.

Loại bê tông này hiện được ứng dụng rộng rãi trong hồ bơi, đường xe đạp, vỉa hè, mặt tiền công trình và thậm chí trong biển báo giao thông, nhờ khả năng phát sáng nổi bật và tiết kiệm năng lượng. Với những ưu điểm đó, bê tông phát quang mở ra nhiều cơ hội mới trong việc thiết kế không gian công cộng vừa an toàn, vừa tự cung cấp năng lượng vào ban đêm.

Bê tông phát quang là một loại vật liệu xây dựng đặc biệt có khả năng lưu trữ và phát ra ánh sáng

Gạch Breathe: Vật liệt lọc không khí

Gạch Breathe được phát triển như một phần của hệ thống thông gió tự nhiên cho các tòa nhà, với khả năng lọc không khí ô nhiễm bên ngoài thành không khí trong lành trước khi đi vào không gian nội thất.

Gạch Breathe được phát triển như một phần của hệ thống thông gió tự nhiên cho các tòa nhà

Điểm đặc biệt là loại gạch này không cần dùng năng lượng để vận hành, bởi nó hoạt động dựa trên chênh lệch nhiệt độ và áp suất. Các thí nghiệm cho thấy, gạch Breathe có thể loại bỏ 30% hạt bụi mịn và 100% hạt bụi thô trong không khí ngoài trời, chỉ cho phép luồng khí sạch đi vào bên trong.

Trong thời đại mà ô nhiễm không khí đô thị đang trở thành mối quan tâm lớn, việc tích hợp khả năng lọc không khí vào chính vật liệu xây dựng có thể là một bước đột phá quan trọng trong thiết kế kiến trúc hướng đến sức khỏe cộng đồng.

Loại gạch này hoạt động như một rào cản để hạn chế không khí ô nhiễm có hại vào các tòa nhà mà không cần năng lượng

Bê tông tự lành: Chữa lành vết nứt nhờ vi khuẩn

Vào năm 2015, nhà phát minh Henk Jonkers từ Đại học Công nghệ Delft đã giới thiệu một phương pháp mới giúp tự chữa lành vết nứt trong bê tông bằng vi khuẩn.

Cơ chế khá đơn giản: trong quá trình trộn bê tông, các viên nang chứa vi khuẩn cùng chất dinh dưỡng được thêm vào. Khi bề mặt bê tông tiếp xúc với nước, vi khuẩn sẽ “tỉnh dậy” và bắt đầu hoạt động, tạo ra đá vôi để lấp đầy vết nứt.

Phương pháp chữa lành các vết nứt bê tông thông qua vi khuẩn

Không chỉ dừng lại ở đó, nhiều nhà khoa học còn thử nghiệm các phương pháp khác. Chẳng hạn, họ thêm viên nang polymer vào bê tông. Dưới tác động của ánh sáng mặt trời và độ ẩm, polymer sẽ trương nở và dần lấp kín các vết nứt.

Gần đây, các nhà khoa học Mỹ đã phát triển một dạng “bê tông sinh học” mới. Loại bê tông này được bổ sung enzyme có khả năng phản ứng với CO₂ trong không khí, từ đó hình thành các tinh thể bền chắc để hàn gắn vết nứt. Công nghệ này có thể làm lành vết nứt rộng tới 1 mm chỉ trong một ngày, đồng thời gia tăng độ bền và giảm đáng kể chi phí bảo trì cho hạ tầng trong dài hạn.

Vật liệu xây dựng ăn được từ rác thải thực phẩm

Một công ty có tên Fabula từ Đại học Tokyo đã phát triển vật liệu xây dựng ăn được có độ bền gấp 4 lần bê tông. Vật liệu được tạo ra với sự trợ giúp của một kỹ thuật gọi là “ép nhiệt”, thường được sử dụng để tạo ra các vật liệu như bột gỗ từ vỏ cây. Thay vào đó, rác thải thực phẩm được sử dụng.

Quá trình sản xuất bắt đầu bằng việc sấy khô và nghiền nhỏ rác thải thực phẩm. Không có giới hạn nào cho việc lựa chọn phế liệu, từ bã trà đến vỏ cam. Bột được trộn với các gia vị và nước cụ thể. Sau đó, các khuôn được ép thành các hình dạng khác nhau ở nhiệt độ cao.

Một công ty có tên Fabula từ Đại học Tokyo đã phát triển vật liệu xây dựng ăn được có độ bền gấp 4 lần bê tông

Trong một thí nghiệm sử dụng lá bắp cải, độ bền của vật liệu hóa ra mạnh gấp 4 lần so với bê tông. Sức mạnh này còn phụ thuộc vào nguyên liệu thô. Điều đáng chú ý là vì nguyên liệu thô có thể ăn được và không có chất kết dính nào được thêm vào, nó vẫn là vật liệu xây dựng có thể ăn được – mở ra những khả năng đáng kinh ngạc cho kiến trúc tạm thời và thân thiện với môi trường.

Nhà sản xuất cho biết vật liệu này có thể được sử dụng để làm đồ nội thất, đồ dùng nhà bếp và công cụ, mở rộng phạm vi ứng dụng vượt ra ngoài các cấu trúc xây dựng truyền thống.

Aerogels: “Khói lỏng” với khả năng cách nhiệt vượt trội

Aerogels là một loại vật liệu rắn có mật độ siêu thấp, được tạo ra bằng cách thay thế phần chất lỏng trong gel bằng khí, nhưng vẫn giữ nguyên cấu trúc ban đầu. Vì bề ngoài bán trong suốt, nhẹ như khói, Aerogels còn được gọi là “khói lỏng”.

Loại vật liệu này nổi bật nhờ khả năng cách nhiệt và cách âm vượt trội, giúp tăng hiệu quả năng lượng, chống cháy và giảm tiếng ồn trong các công trình xây dựng. Không chỉ vậy, Aerogels còn có thể tái chế, tái sử dụng và được sản xuất từ nguồn hữu cơ như cellulose hoặc chitosan, nâng cao tính bền vững.

Trong bối cảnh hiệu quả năng lượng trở thành ưu tiên hàng đầu, Aerogels được xem là bước tiến quan trọng của công nghệ cách nhiệt tiên tiến, mở ra nhiều ứng dụng cho các công trình xanh trong tương lai.

Aerogels là một loại vật liệu rắn có mật độ siêu thấp, được tạo ra bằng cách thay thế phần chất lỏng trong gel bằng khí

Những vật liệu xây dựng thế hệ mới đang mở ra một hướng đi quan trọng cho ngành xây dựng: các công trình tương lai sẽ bền vững hơn, tiết kiệm năng lượng hơn và có khả năng chống chịu tốt trước biến đổi khí hậu.

Khi kiến trúc sư và nhà thiết kế tiếp tục đẩy xa giới hạn của đổi mới vật liệu, chúng ta đang bước vào một kỷ nguyên mới của xây dựng, nơi công trình không chỉ tồn tại hòa hợp với môi trường, mà còn đóng góp tích cực cho sức khỏe của hành tinh.

Nguồn: kienviet.net

—————————————————————————————————————————————————————–

Liên Hệ Ngay Với Xây Dựng An Phát

Hãy để chúng tôi đồng hành cùng bạn kiến tạo ngôi nhà mơ ước với chất lượng bê tông đạt chuẩn kỹ thuật A-Z, đảm bảo độ bền – tính thẩm mỹ – an toàn – tuổi thọ trọn đời.

📞 Hotline: 0906 333 369 – 028.2212.5951
🌐 Website: https://anphatcons.vn

💌 Email: xaydunganphat.369@gmail.com

📰 Facebook: Xây dựng An Phát

🏗️ Xây Dựng An Phát – Nền Tảng Vững Chắc Cho Mọi Công Trình – Kiến Tạo Giá Trị Vĩnh Cửu!

Thiết Kế Nhà Phố Tại Quận 7 – Chốn Yên Bình Giữa Sài Gòn Bận Rộn

Xây dựng An Phát – Thi công xây dựng nhà ở riêng lẻ Gia đình chú Nhứt, Quận 7

Xây dựng An Phát – Có Nên Xây Nhà Lệch Tầng Không? Ưu – Nhược Điểm & Lưu Ý Quan Trọng Từ A-Z

Xây dựng An Phát – Nơi Tâm Huyết Kiến Tạo Tổ Ấm Trọn Đời

Có Nên Lợp Tôn Giả Ngói Cho Nhà Ở? Phân Tích Ưu – Nhược Điểm Và Lời Khuyên Từ Chuyên Gia

Xây Dựng An Phát: Công trình nhà Anh Phương – Nơi Tâm Huyết Kiến Tạo Tổ Ấm Trọn Đời

XÂY DỰNG AN PHÁT – Phong Thuỷ trong Xây dựng

Xây dựng An Phát: Nâng Tầm Không Gian Sống & Làm Việc Của Bạn

Xây dựng An Phát – Dịch vụ xây nhà trọn gói

Xây dựng An Phát – Thiết kế kiến trúc: Nơi nghệ thuật gặp gỡ cuộc sống