2012年に見込む革新的な材料10

近年、性能と機能性が向上した新しい材料の開発が革新の大きな推進要因となっています。欧州委員会のResearch and Innovation部門のインダストリアルテクノロジーズ部門によれば、新製品の革新の70%は、新規または改良された特性を持つ材料に基づいていると推定されています。これらの創発的な材料とその関連技術は、建築家やデザイナーの働き方や、私たちが消費者として私たちを取り巻く建物や製品に取り組む方法を変えています。

Sascha Peters博士は、ドイツの革新コンサルタントおよび材料専門家です。 Petersは、革新プロセスの短絡と、市場性の高い製品への迅速な変換のための重要な技術革新を提供することに重点を置くHaute InnovationのCEOです。彼はまた本の著者でもあります マテリアル革命:設計と建築のための持続可能な多目的材料.

フレッシュホームが追いついた ピーターズ博士 2012年にどのような材料が市場に革命を起こすのかを彼に正確に尋ねました。彼は、彼の本に登場する10の資料を私たちと共有することに親切に同意しました。これらは、Petersが建築とデザインに影響を与えると考えている材料です。以下では、材料とその潜在的用途について説明します。

超高強度コンクリート

今日のコンクリートは、肉厚が最小限に抑えられた形式の立体物に使用されてきましたが、今日では超高強度コンクリート(例えばTim Mackeroth FALTランプ)で全く異なる結果が得られます。特別な数学的モデリング手順のおかげで、特定の用途に最適な粒子密度を設定することができます。セメント含有量を適合させることにより、水膜密度を最大40%まで大幅に低減することができる。圧縮強度はかなり増加する。高価な添加剤の使用は不要で、材料コストは最大35%削減されます。超高強度コンクリートは、CO2を大幅に削減する可能性があります。さらに、より高い充填密度は、外部の影響に対する耐性を高める。

SEA BALLS

一般に、海綿繊維で作られたネプチューンボールとも呼ばれるものは、天然防火特性を有する絶縁材料として添加物なしで使用することができる(B1)。オーガニックブラウンの素材はビーチで洗い流されているのがわかります。それにはほとんど塩もタンパク質も含まれていないので、腐敗することはなく、繊維は人体に有害ではありません。海洋ボールは、熱伝導率が0.037W /(mK)に過ぎないため、建物の断熱材(屋根や木材など)に非常に適しています.NeptuThermという商品名で商品として販売されています。

中空構造

これらの高強度中空球は、非剛体幾何学形状を柔軟に充填するための選択肢を提供する。それらはEPS球に基づいて生成されます。エアーサスペンションコーティング法では、これらを金属またはセラミック粉末、結合剤および水から製造された懸濁液中にコーティングし、続いて加熱する。ポリマー材料が蒸発し、残っているものは、金属またはセラミック材料で作られた中空球である。この製造原理のおかげで、焼結可能なあらゆる材料が加工に適している。材料特性は、外面の厚さおよび多孔度、ならびに底面形状に影響され得る。高い空隙率と相互作用する多くの表面のために、中空球体の熱伝導率は固体材料の熱伝導率よりもかなり低い。特定の特性を達成するために、他の材料を既存の中空球に注入することができる。球の幾何学的形状を考えると、中空球体構造は耐圧性と剛性を誇っています。中空球体はソリッドステートよりも4070%軽量です。

自己強化熱可塑性樹脂

繊維および粒子強化プラスチックでは、マトリックスに使用されたもの以外の材料から繊維または粒子を埋め込むことによって特性の向上および強度の向上が達成されるが、自己強化熱可塑性樹脂の品質の改善は、プラスチック構造の半結晶領域の分子構造。自己強化熱可塑性プラスチックの特性は、ガラス繊維強化プラスチックの特性と同等である。強度および剛性レベルは、従来の熱可塑性樹脂の強度および剛性レベルよりも数倍高い。自己強化型熱可塑性樹脂はまた、より大きな衝撃強度を有し、高温に曝されたときにより安定し、より耐摩耗性がある。熱による膨張は半分にすぎません。 1つの利点は、純粋なリサイクルの可能性です。さらに、自己補強性熱可塑性プラスチックは、ガラス繊維強化プラスチックよりも軽量です。

電気分解性ポリマー

電気的に活性なプラスチックと呼ばれる、プラスチックから作られたポリマーまたは複合材料は、その体積を変化させる(すなわち、収縮または伸長する)。開発ラボでは、現在、例えば、人工筋肉のビジョンに関する研究が行われています。モーフィング材料を使用して、研究者は航空機の形状と特性を変更することを目指しています。その過程で、彼らは構造と機能の仕方が互いに大きく異なる様々なアプローチを追求しています。

ココナッツ・ウッド・コンポジット

貴重な熱帯木材を使用することを避け、熱帯雨林を伐採するために、家具産業および床材に適したココヤツのヤシのプランテーションから木材を作る技術が近年開発されている。ココナツの木は年輪がありません。オランダの製造元であるココシュート(Kokoshout)がココドツ(Cocodots)という名前を派生させた、その発見された構造によって特徴づけられる。木材は、内部よりも胴体の周辺(外側5cm)で著しく硬いので、主に材料製造に使用されるこの木材です。ココナツの木材は、収縮して最小限しか膨らんでおらず、オーク材よりも硬いだけです。ココナツ木材複合材は、ココナッツ材を塗布した厚さ1218mmのMDFコアで構成されています。

真菌ベースの材料

生態学的材料は、すでに補強材料および天然材料の複合材料としての天然繊維の使用に焦点を当てているが、多くの研究者および製造業者は、現在、材料を有機的に成長させることができる製造プロセス(例えば生態学的設計)に取り組んでいる。ここでは、有機廃棄物を強固に結合することができる真菌種がここで活躍します。原油は必要ありません。有機製造プロセスは、米および小麦の殻などの天然廃棄物、ならびに結合マトリックス材料としてのリグニンに見られるセルロースに基づいている。新しいプロセスは、糸状の真菌のミズリウムの成長原理を利用し、自然界で硬質フォームを生成するために、通常は木材、土壌および有機廃棄物などの固体基材に定着する。真菌は、様々な有機廃棄物を強固に結合する顕微鏡的に小さな糸のネットワークを形成する。

ポリアクリル酸に基づく生体適合性

ポリ乳酸またはポリラクチド(PLA)は、現在の持続可能性の議論の最も重要なバイオ原油プラスチックの1つであり、PETの特性と同等であるためです。一般に、バイオ原油プラスチックは直接使用することはできませんが、特定の目的に合わせて配合物や添加剤を混和して混合します。この材料は1930年代に発見されましたが、最近NatureWorksによって大規模に生産されました。

ブリンクレット

レトロ反射面は、主に安全が問題となる分野やファッション分野で使用されます。典型的なアプリケーションには、サイクリストとセキュリティスタッフ用の反射パッチが含まれています。レトロ反射ファブリックは、靴のデザインにおいても非常に人気があります。芸術では、材料は最近発見されたばかりです。現在、BlingCreteという名前で開発されている反射コンクリートは、エッジや危険な領域(例えば、階段、プラットフォーム)のマーキングや、統合された建物ガイダンスシステムや大きな構造要素の設計に使用されます。特別な感触を与えられているので、視覚障害者用の触覚誘導システムにも使用できます。

ルミノソ

2008年には、Luminosoブランドの下で同様の構造を有する透光性木材複合材料が発売されました。ガラス繊維マットは、薄い木製パネルの間に積層され、冷PU接着剤を用いて接着される。表面は完全に密閉されています。木材の選択、層の間の空間、および発光性ファブリックの強度は、光透過性の程度に影響を及ぼし得る。インテリア空間や見本市会場のバックライトパネルや仕切りに使われる木材は、全体的な印象を乱さないように、完全に完璧でなければなりません。コンポジットパネルの後ろに置かれた画像は、背面から点灯した後にもう一方の面に転送されます。フィルムでさえ、材料に投影することができます。

Freshomeは、これらの革新的な資料を私たちに紹介し、彼の本をくすぐってくれたSascha Peters博士に感謝したいと思います。これらの革新的な新素材がデザインやアーキテクチャに革命をもたらしていることをもっと知りたい方は、Peters博士の本をここで購入することができます。 Petersのオンラインマガジンを読んで、物質的イノベーションの新しい展開について最新の情報を得ることもできます。

私たちはこれらの革新的な素材についてどのように考えているのか、他のものに出会ったことを知りたいと思っています。私たちに以下のコメントをお寄せください。

著者: Simon Jenkins, 電子メール

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