Inovativne gradbene kemikalije, vredne pozornosti v prihodnosti, so osredotočene predvsem na področja zelenih in nizko{0}}ogljičnih rešitev, inteligentne odzivnosti, samo{1}}zmožnosti zdravljenja in večnamenske integracije. Reprezentativni materiali vključujejo cement,-ki veže ogljik, samo{4}}beton, pametne piezoelektrične materiale in programabilne gradbene materiale. Te tehnologije ne izboljšujejo samo učinkovitosti gradnje, ampak tudi spodbujajo prehod industrije k trajnosti in inteligenci.
1. Novacem Carbon-Sekvestracijski cement: od "oddajanja ogljika" do "absorbiranja ogljika"
Tradicionalna proizvodnja cementa je glavni vir emisij ogljika; Novacem cement pa kot surovino uporablja magnezijev silikat. Med postopkom strjevanja lahko absorbira približno 50 kilogramov CO₂ na tono in tako doseže neto učinek ponora ogljika. Z izpolnjevanjem standardov trdnosti in izkazovanjem odlične požarne odpornosti velja za eno od ključnih poti k doseganju "z-ogljično negativnih zgradb."
2. Samo{1}}beton: Samodejno popravilo razpok
Z vključitvijo vdelanih mikrokapsul ali uporabo intrinzičnih reverzibilnih kemičnih vezi lahko ta material samodejno sprošča zdravilna sredstva ali sproži molekularno preureditev, ko se pojavijo razpoke, kar znatno podaljša življenjsko dobo strukture.
Na-mikrokapsulah: razpoke počijo kapsule, pri čemer se sprosti epoksidna smola, ki strdi in zapolni praznino.
Intrinzično: uporablja Diels-Alderjevo reakcijo, ki omogoča samostojno popravilo preprosto z uporabo toplote.
Ta tehnologija je bila že uporabljena pri gradnji mostov in podzemnih inženirskih projektih, kar je bistveno zmanjšalo stroške vzdrževanja.
3. Piezoelektrični in katalitični funkcionalni materiali: Zgradbe postanejo "živi organizmi"
Novi večnamenski materiali dajejo stavbam zmogljivosti za pridobivanje energije in sanacijo okolja:
Piezoelektrični materiali (npr. svinčev cirkonat titanat) lahko pretvorijo mehanske napetosti v električno energijo, hkrati pa delujejo kot senzorji za spremljanje strukturnega zdravja.
Elektrokatalitični materiali lahko pretvorijo CO₂ v uporabne kemikalije-ali razcepijo vodo v vodik-na površini zgradbe, s čimer zunanje stene učinkovito spremenijo v »čistilce zraka« ali »tovarne energije«.
V prihodnosti se lahko celotne zgradbe razvijejo v inteligentne sisteme, ki nemoteno integrirajo funkcije proizvodnje energije, zaznavanja in čiščenja.
4. Faza-Sprememba materialov za shranjevanje energije: zgradbe se spremenijo v "velikanske baterije"
Materiali s-faznimi spremembami (PCM) absorbirajo ali sproščajo toplotno energijo s spremembami svojega fizičnega stanja; uporabljajo se za uravnavanje notranjih temperatur in zmanjšanje porabe energije, povezane s klimatskimi sistemi. Poleg tega je mogoče elektrokemične materiale za shranjevanje energije integrirati v stene ali tla za shranjevanje sončne energije, s čimer se zgradbe usmerijo k energetski samozadostnosti.
5. Programabilni materiali, ojačani s-celulozo: natančen nadzor lastnosti
"Programabilni cement", ki ga je razvila Univerza Rice v ZDA, dosega vrhunsko trdnost in manjšo poroznost z natančnim nadzorom svoje kristalne morfologije. Medtem je skupina kitajskih akademikov razvila "kompozite iz celuloznega-cementa," z uporabo naravne celuloze za izboljšanje žilavosti ob hkratnem uravnoteženju okoljske trajnosti in mehanske zmogljivosti.
Ti materiali označujejo ključni premik na področju gradbenih materialov-od obdobja »empirične formulacije« k obdobju »molekularnega oblikovanja«.
