Những vật liệu mới hứa hẹn cuộc cách mạng ngành xây dựng

Trong số vô vàn vật liệu mới đã và đang được phát triển, có 5 ứng viên tiềm năng nhất thu hút sự chú ý lớn.

Dừa và chanh

Đây nghe giống như sự kết hợp của món thức uống nhiệt đới hoặc đồ trang trí cho món ăn sang trọng. Nhưng trên thực tế chúng là thành phần chính của vật liệu xây dựng sở hữu đặc tính cách nhiệt do Viện Công nghệ Hoàng gia KTH (Thụy Điển) phát triển.

Dừa và chanh cùng tạo ra vật liệu có thể thay đổi độ trong suốt lẫn điều chỉnh nhiệt độ - Ảnh: The Cool Down

Dừa và chanh được kết hợp với cấu trúc làm từ gỗ để tạo ra “pin nhiệt năng” có thể thay đổi độ trong suốt lẫn điều chỉnh nhiệt độ. Vào ban ngày vật liệu trở nên trong suốt, lưu trữ nhiệt giúp giữ nhiệt độ trong nhà mát mẻ mà vẫn nhận ánh sáng tự nhiên. Đến ban đêm vật liệu giải phóng nhiệt giúp sưởi ấm đồng thời trở lại mờ đục đảm bảo sự riêng tư. Nhóm nghiên cứu ước tính 100kg vật liệu ở nhiệt độ môi trường xung quanh là 24 độ C sẽ tiết kiệm lượng điện làm mát và sưởi ấm là 2,5kWh/ngày.

Để tạo ra “pin nhiệt năng”, nhóm chiết xuất lignin từ gỗ nhằm thiết kế nên cấu trúc nhiều lỗ rỗng mở bên trong, sau đó lấp đầy bằng chiết xuất vỏ chanh cùng dầu dừa. Phân tử chanh phục hồi độ bền của gỗ nhưng vẫn giữ được độ trong suốt khi gặp nhiệt độ cao. Phân tử dừa lưu trữ hoặc giải phóng năng lượng tùy trạng thái.

Rác thải

Đại học RMIT (Úc) tìm cách giảm thiểu ô nhiễm từ quy trình sản xuất gạch thông thường bằng cách dùng thủy tinh tái chế và tro từ rác thải đã đốt thay thế một phần đất sét. Số vật liệu này làm giảm 20% nhiệt độ lò nung nên giúp tiết kiệm cả năng lượng lẫn chi phí. Gạch mới cách nhiệt tốt hơn, giữ cho công trình ấm áp hơn mà lại khiến hóa đơn tiền điện giảm 5%.

Gạch chứa thủy tinh tái chế và rác thải đã đốt - Ảnh: The Cool Down

Mía

Đơn vị kiến trúc Grimshaw cùng Đại học Đông London (Anh) đã cùng nhau nghĩ ra cách sản xuất gạch từ bã mía. Gạch tên Sugarcrete nhẹ hơn gạch thông thường 4 - 5 lần, giảm phát thải carbon 80 - 85% so với vật liệu truyền thống. Ngoài ra chúng rất dễ lắp ráp và tháo dỡ nhờ công nghệ robot cùng thực tế ảo tăng cường.

Cấu trúc carbon của bã mía đủ bền chắc - Ảnh: The Cool Down

Vật liệu sống

Nghiên cứu tiên tiến của Đại học bang Montana (Mỹ) chỉ ra trộn vật liệu sống kỹ thuật (ELM) vào vật liệu xây dựng có thể giảm thiểu ô nhiễm mà ngành này gây ra. Quá trình sản xuất xi măng thải ra đến 8% phát thải carbon toàn cầu, nhưng bằng cách thêm vào vi khuẩn hoặc vi sinh vật con người sẽ tạo ta công trình cực kỳ bền, ít cần sửa chữa hơn mà lại giảm đáng kể ô nhiễm.

ELM có thể được thêm vào vật liệu xây dựng - Ảnh: The Cool Down

Hiện tại nhóm nghiên cứu chưa thể khiến ELM sống sót thời gian dài trong cấu trúc xi măng được thiết kế chịu trọng lượng lớn hơn. Họ muốn tìm câu trả lời từ cấu trúc xương.

Sợi nấm

Công ty kiến trúc PLP Labs (Anh) sử dụng sợi nấm - phần sinh dưỡng của nấm - để tạo ra khối in 3D bền, nhẹ, chống cháy, hoàn toàn có thể phân hủy sinh học. Quá trình sản xuất gồm lấp đầy khuôn bằng mùn cưa, cây gai dầu cùng cây lanh, sau đó để sợi nấm phát triển hình thành cấu trúc vững chắc.

Khối in 3D từ sợi nấm - Ảnh: The Cool Down

PLP Labs muốn mở rộng chức năng của vật liệu, từ ứng dụng nhỏ như dùng làm tấm cách nhiệt hoặc cách âm sang ứng dụng lớn như gạch xây dựng.

Cẩm Bình