Inovativne građevinske kemikalije koje vrijedi promatrati u budućnosti prvenstveno su koncentrirane na područja zelenih i nisko-ugljičnih rješenja, inteligentne reakcije, mogućnosti samo-iscjeljivanja i višenamjenske integracije. Reprezentativni materijali uključuju cement koji veže-ugljik, samo-beton, pametne piezoelektrične materijale i programabilne građevinske materijale. Ove tehnologije ne samo da poboljšavaju performanse zgrade, već također pokreću tranziciju industrije prema održivosti i inteligenciji.
1. Novacem Carbon-Sekvestrirajući cement: od "emitiranja ugljika" do "apsorpcije ugljika"
Tradicionalna proizvodnja cementa glavni je izvor emisije ugljika; međutim, Novacem cement kao sirovinu koristi magnezijev silikat. Tijekom procesa stvrdnjavanja, može apsorbirati približno 50 kilograma CO₂ po toni, čime se postiže učinak neto ponora ugljika. Zadovoljavajući standarde čvrstoće i pokazujući izvrsnu otpornost na vatru, smatra se jednim od ključnih puteva prema postizanju "zgrada s-negativnim ugljikom".
2. Samo{1}}beton: automatsko popravljanje pukotina
Uključivanjem ugrađenih mikrokapsula ili korištenjem intrinzičnih reverzibilnih kemijskih veza, ovaj materijal može automatski otpuštati ljekovita sredstva ili potaknuti molekularno preuređenje kada se pojave pukotine, značajno produžujući vijek trajanja strukture.
Na temelju-mikrokapsula: pukotine pucaju u kapsule, oslobađajući epoksidnu smolu koja stvrdnjava i ispunjava prazninu.
Unutarnja: koristi Diels-Alderovu reakciju, omogućavajući autonomni popravak jednostavnom primjenom topline.
Ova tehnologija već je primijenjena u projektima izgradnje mostova i podzemnih inženjeringa, značajno smanjujući troškove održavanja.
3. Piezoelektrični i katalitički funkcionalni materijali: Zgrade postaju "živi organizmi"
Novi multifunkcionalni materijali daju zgradama mogućnosti prikupljanja energije i sanacije okoliša:
Piezoelektrični materijali (npr. olovni cirkonat titanat) mogu pretvoriti mehaničko naprezanje u električnu energiju dok istovremeno djeluju kao senzori za praćenje strukturalnog zdravlja.
Elektrokatalitički materijali mogu pretvoriti CO₂ u korisne kemikalije-ili rastaviti vodu u vodik-na površini zgrade, učinkovito pretvarajući vanjske zidove u "pročišćivače zraka" ili "tvornice energije".
U budućnosti bi cijele zgrade mogle evoluirati u inteligentne sustave koji besprijekorno integriraju funkcije proizvodnje električne energije, senzora i pročišćavanja.
4. Faza-Promjena materijala za skladištenje energije: Zgrade se pretvaraju u "Divovske baterije"
Materijali-promjene faza (PCM) apsorbiraju ili oslobađaju toplinsku energiju kroz promjene u svom fizičkom stanju; koriste se za regulaciju unutarnje temperature i smanjenje potrošnje energije povezane sa sustavima klimatizacije. Nadalje, elektrokemijski materijali za pohranjivanje energije mogu se integrirati u zidove ili podove za pohranjivanje solarne energije, čime se zgrade pokreću prema energetskoj samodostatnosti-.
5. Programabilni materijali ojačani cementom i celulozom-: Precizna kontrola svojstava
"Programabilni cement", koji je razvilo Sveučilište Rice u SAD-u, postiže vrhunsku čvrstoću i manju poroznost preciznom kontrolom svoje kristalne morfologije. U međuvremenu, tim kineskih akademika razvio je "kompozite od celuloznog-cementa," koristeći prirodnu celulozu za povećanje žilavosti uz uravnoteženje ekološke održivosti i mehaničkih performansi.
Ovi materijali označavaju ključnu promjenu u području građevinskih materijala-od ere "empirijskih formulacija" prema eri "molekularnog dizajna".
