Vật liệu thông minh: Tương lai của thiết kế xây dựng

Trước sự biến đổi không ngừng của xã hội, những nhà thiết kế trên khắp thế giới đang khẳng định sự sáng tạo thông qua việc phát triển các vật liệu thông minh. Vật liệu thông minh được coi là tương lai của ngành thiết kế - xây dựng hiệu quả và tiên tiến. Thiết kế các tòa nhà trong tương lai cần phải hướng đến hiệu quả nên việc lựa chọn thông minh về vật liệu là điều cần thiết.

Vậy vật liệu thông minh là gì?

Vật liệu thông minh (còn gọi là Responsive materials) là một khái niệm công nghệ mới trong lĩnh vực vật liệu. Đây là những vật liệu được thiết kế để tương thích với biến đổi khí hậu. Một số vật liệu đang trong quá trình phát triển và thử nghiệm để tạo ra các vật liệu thông minh ổn định, hiệu quả và bền vững.

Vật liệu thông minh góp phần vào sự phát triển bền vững và thân thiện với môi trường trong ngành kiến trúc. Chúng tạo ra môi trường bền vững và tiết kiệm năng lượng. Các loại vật liệu thông minh bao gồm: bê tông thông minh, kính thông minh, vật liệu cảm ứng và vật liệu đáp ứng thông minh.

Sử dụng vật liệu xây dựng thông minh mang lại nhiều lợi ích

Hiệu quả về năng lượng và môi trường: Các vật liệu này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn có tác động tích cực đối với môi trường, tạo nên một sự cân bằng hoàn hảo giữa hiệu suất và bảo vệ môi trường.

Đáp ứng môi trường khắc nghiệt: Với khả năng thích ứng tốt, chúng hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt, chẳng sợ gì thách thức.

Tuổi thọ bền vững: Các vật liệu này được thiết kế để tồn tại lâu dài và chống lại sự lão hóa, đảm bảo rằng công trình sẽ tồn tại và phát triển cùng thời gian.

Tự bảo trì: Với khả năng tự duy trì, chúng yêu cầu ít công việc bảo trì hơn so với các vật liệu thông thường, giảm bớt gánh nặng công việc cho chủ sở hữu.

Lựa chọn bền vững: Việc chọn lựa thông minh về vật liệu bền vững không chỉ thể hiện tầm nhìn xa hơn mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành xây dựng.

Đáp ứng ngữ cảnh: Nhờ tính linh hoạt và sự thích nghi tốt, chúng có khả năng đáp ứng tốt với các tình huống cụ thể, tạo ra các giải pháp tùy chỉnh.

Hiệu quả trong thi công lắp đặt: Sự tiện lợi và hiệu quả trong quá trình thi công và lắp đặt là điểm mạnh khi sử dụng các vật liệu này, giúp tối ưu hóa thời gian và công sức.

Một số ví dụ về vật liệu thông minh

Thermobiometal (Kim loại biết thở): Đây là một loại vật liệu thông minh có khả năng phản ứng với nhiệt độ và ánh sáng mặt trời. Nó có thể thay đổi hình dạng khi nóng lên và ngược lại. Ví dụ về ứng dụng của vật liệu này là công trình "Bloom" của giáo sư Doris Kin Sung, sử dụng hơn 14.000 mảnh kim loại nhiệt sinh học để tạo ra không gian bóng mát và thông gió.

Bê tông tự phục hồi (Bê tông sinh học): Loại bê tông này có khả năng tự hàn gắn các vết nứt và không cần bảo trì đị ch thời gian. Bằng cách sử dụng các thành phần độc đáo, bê tông tự phục hồi là một giải pháp bền vững, giúp tiết kiệm năng lượng và duy trì sự ổn định của cấu trúc.

Bê tông tự phục hồi

Xi Măng Phát Sáng: Xi măng/bê tông phát sáng là một loại vật liệu độc đáo, sáng tạo bởi Tiến sĩ Jose Carlos Rubio. Vật liệu này sử dụng ánh sáng mặt trời để tự nạp và tự phát sáng vào ban đêm, tiết kiệm năng lượng và không gây lãng phí tài nguyên.

Aerogel (Khói đông lạnh): Aerogel là vật liệu cách nhiệt hiệu quả, được phát triển bằng công nghệ nano để chống lại nhiệt độ cao. Với khả năng cách nhiệt và cách âm tốt, aerogel giúp duy trì nhiệt độ thoải mái trong các không gian.

Khói đông lạnh