Категория: Строительный материалы
Количество статей: 14
Создать статьюГрафен
Что такое графен
Графен — это один слой атомов углерода, расположенных в гексагональной решетке, что делает его самым тонким материалом, известным человеку. Несмотря на свой тонкий состав, графен невероятно прочен — в двести раз прочнее и в 6 раз легче стали. Впервые выделенный исследователями Андреем Геймом и Константином Новоселовым из Манчестерского университета в 2004 году, материал получил Нобелевскую премию по физике 2010 года , привлекая всеобщее внимание и интерес. Графен прочен и податлив, и ученые видят в новом материале многообещающий архитектурный потенциал.
Графен также обладает высокой проводимостью и в равной степени обладает уникальными светопоглощающими свойствами. Когда дело доходит до проведения электричества, графен соперничает с медью; когда дело доходит до проведения тепла, он превосходит все другие известные материалы. Между тем, графен почти прозрачен, что делает его подходящим материалом для таких продуктов, как устройства с сенсорным экраном, а также осветительные и солнечные панели. При смешивании с пластиком графен становится сильным проводником электричества, что делает его потенциально полезным продуктом в спутниковой, авиационной и автомобильной промышленности.
Хотя он все еще находится на ранних стадиях исследований и разработок, уже есть много компаний и исследовательских инициатив, которые занимаются изучением потенциальных применений графена. Благодаря своему уникальному составу свойств графен может использоваться и применяться множеством способов, что делает его стоящим и прибыльным материалом для исследования, изучения и коммерческой разработки. Это, безусловно, справедливо в отношении архитектуры и строительства.
Графен находит применение
Графен - добавка к бетону
В 2018 году исследователи из Эксетерского университета обнаружили, что включение графена в бетон может привести к созданию прочного и водостойкого бетонного композита. Исследователи из университета предполагают, что этот композитный материал в два раза прочнее и в четыре раза водостойче, чем любой существующий бетон. С помощью новой технологии наноинженерии исследователи подвешивали тонкий графен в воде, что дало чрезвычайно прочный и пригодный к использованию бетонный композит. Учитывая, что бетон выделяет в воздух большое количество CO2, этот новый композитный материал, возможно, обещает более зеленую альтернативу традиционному бетону.
Исследование проводилось в соответствии с британскими и европейскими стандартами строительства, что гарантирует архитекторам безопасный материал для строительства. Более того, водостойкие свойства графена могут быть также полезны для мест, которые труднодоступны и должным образом обслуживаются — делая этот бетонный композит не только долговечным, но и практичным. Возможно, что композиты, армированные графеном, могут стать будущим.
Умные города - применение графена
Некоторые предполагают, что графен может легко повысить интеллект зданий. Архитектор Чентхур Раагхав Наагендран объясняет свое исследование в выступлении на TEDx в Вене, где он изучает возможности использования графена в качестве гибкой оболочки для архитектуры. Он предполагает, что графен может быть использован для того, чтобы сделать архитектуру интерактивной, интеллектуальной и адаптивной. Исследования Чентхура предполагают, что графен может быть использован для замены традиционных строительных материалов и проводов для создания интеллектуальных структур, которые реагируют на социальные угрозы, такие как глобальное потепление. По сути, графен может превратить статические структуры в отзывчивых агентов.
Графен в краске
В 2017 году производитель красок Graphenstone выпустил краску на основе извести, пропитанную графеном. Известковая краска существует уже много столетий и ценится за свои воздухопроницаемые, устойчивые к бактериям, поглощающие запахи и гипоаллергенные свойства. Компания включила графен в свою известную краску на основе извести, чтобы создать терморегулирующий продукт. Чтобы противостоять тепловому излучению через стены, графен, присутствующий в краске, помогает улавливать тепло и, таким образом, улучшает изоляцию помещения. Тонкий состав и прочные свойства графена означают, что для достижения коррозионно-стойкого и долговечного покрытия требуется меньше краски.
:
Роль графена в архитектуре и строительстве
Понимание роли, которую графен может играть в архитектуре и строительстве, все еще находится на ранних стадиях исследований. Тем не менее, сегодня в разработке находятся многообещающие концепции и материалы с содержанием графена. Равным образом, существует бесчисленное множество исследовательских инициатив и учреждений, занимающихся коммерциализацией графена. Например, Национальный институт графена в Университете Манчестера, спроектированный архитектурной фирмой Jestico + Whiles , является ведущим в мире исследовательским центром, занимающимся исследованиями и разработками графена. Расположенный в том же самом учреждении, где материал был впервые выделен, этот институт демонстрирует приверженность Великобритании сохранению передовых позиций в коммерциализации графена.
Хотя на пути коммерциализации графена все еще стоят факторы, такие как стоимость и поддержание качества при крупномасштабном производстве, в будущем графен может привести к созданию более прочных и терморегулируемых конструкций, и это нельзя упускать из виду.
