Tulevaisuudessa katsomisen arvoiset innovatiiviset rakennuskemikaalit keskittyvät ensisijaisesti vihreisiin ja vähähiiliseen{0}}ratkaisuihin, älykkääseen reagointikykyyn, itse-korjausominaisuuksiin ja monitoimiseen integraatioon. Edustavia materiaaleja ovat hiiltä- sitova sementti, itsestään paraneva-betoni, älykkäät pietsosähköiset materiaalit ja ohjelmoitavat rakennusmateriaalit. Nämä tekniikat eivät ainoastaan paranna rakennusten suorituskykyä, vaan myös edistävät alan siirtymistä kohti kestävää kehitystä ja älykkyyttä.
1. Novacem Carbon-Sekvestroiva sementti: "Emitting Carbon" - "absorbing Carbon"
Perinteinen sementin tuotanto on merkittävä hiilidioksidipäästöjen lähde; Novacem-sementti käyttää kuitenkin magnesiumsilikaattia raaka-aineena. Kovetusprosessin aikana se voi absorboida noin 50 kilogrammaa CO₂:ta tonnia kohden, jolloin saavutetaan nettohiilinieluvaikutus. Koska se täyttää lujuusstandardit ja sillä on erinomainen palonkestävyys, sitä pidetään yhtenä tärkeimmistä tavoista saada aikaan "hiili-negatiivisia rakennuksia".
2. Itse-parantava betoni: automaattinen halkeamien korjaus
Sisällyttämällä upotettuja mikrokapseleita tai käyttämällä luontaisia palautuvia kemiallisia sidoksia tämä materiaali voi automaattisesti vapauttaa parantavia aineita tai laukaista molekyylien uudelleenjärjestelyn halkeamien ilmaantuessa, mikä pidentää merkittävästi rakenteen käyttöikää.
Mikrokapseli{0}}pohjainen: Halkeamat rikkovat kapselit ja vapauttavat epoksihartsia, joka kovettuu ja täyttää tyhjiön.
Sisäinen: Hyödyntää Diels{0}}Alder-reaktiota, mikä mahdollistaa itsenäisen korjauksen yksinkertaisesti käyttämällä lämpöä.
Tätä tekniikkaa on jo sovellettu siltarakentamisessa ja maanalaisissa suunnitteluprojekteissa, mikä on vähentänyt merkittävästi ylläpitokustannuksia.
3. Pietsosähköiset ja katalyyttiset toiminnalliset materiaalit: Rakennuksista tulee "eläviä organismeja"
Uudet monikäyttöiset materiaalit antavat rakennuksille mahdollisuudet energian talteenottoon ja ympäristön kunnostamiseen:
Pietsosähköiset materiaalit (esim. lyijysirkonaattititanaatti) voivat muuntaa mekaanisen rasituksen sähköenergiaksi samalla kun ne toimivat antureina rakenteiden kunnon seuraamiseksi.
Elektrokatalyyttiset materiaalit voivat muuttaa CO₂:ta hyödyllisiksi kemikaaleiksi-tai jakaa veden vedyksi-rakennuksen pinnalla, jolloin ulkoseinät muuttuvat tehokkaasti "ilmanpuhdistimiksi" tai "energiatehtaiksi".
Tulevaisuudessa kokonaiset rakennukset voivat kehittyä älykkäiksi järjestelmiksi, jotka yhdistävät saumattomasti sähköntuotanto-, tunnistus- ja puhdistustoiminnot.
4. Vaihe-Vaihda energian varastointimateriaaleja: rakennukset muuttuvat jättimäisiksi akuiksi
Phase{0}}Vaihda materiaalit (PCM:t) absorboivat tai vapauttavat lämpöenergiaa fysikaalisen tilan muutosten kautta. Niitä käytetään säätelemään sisälämpötilaa ja vähentämään ilmastointijärjestelmiin liittyvää energiankulutusta. Lisäksi sähkökemiallisia energian varastointimateriaaleja voidaan integroida seiniin tai lattioihin aurinkosähkön varastoimiseksi, mikä ohjaa rakennuksia kohti energiaomavaraisuutta.
5. Ohjelmoitava sementti ja selluloosa-vahvistetut materiaalit: ominaisuuksien tarkka hallinta
"Ohjelmoitava sementti", jonka on kehittänyt Rice University Yhdysvalloissa, saavuttaa ylivoimaisen lujuuden ja alhaisemman huokoisuuden säätelemällä tarkasti sen kiteistä morfologiaa. Sillä välin kiinalaisten akateemikoiden ryhmä on kehittänyt "selluloosa-sementtikomposiitteja", jotka hyödyntävät luonnollista selluloosaa lujuuden lisäämiseksi ja tasapainottavat sekä ympäristön kestävyyttä että mekaanista suorituskykyä.
Nämä materiaalit merkitsevät keskeistä muutosta rakennusmateriaalien alalla,{0}}siirtyen "empiirisen muotoilun" aikakaudesta kohti "molekyylisuunnittelua".
