Hyperweeder и другие роботы - фермеры

Требования к средствам защиты растений постоянно ужесточаются, а сорняки становятся всё более устойчивыми к гербицидам. Фермеры ищут альтернативные формы борьбы с ними, но прополка была и остаётся наиболее экологичным методом борьбы с сорняками. Единственный  недостаток такого метода очевидный – трудоёмкость.

Группа британских учёных (не смейтесь :)  под управлением Саймона Блэкмора решила использовать для прополки грядок роботов.

Семь строительных материалов будущего

Несмотря на то, что строительные технологии развиваются, в строительной сфере продолжают использовать традиционные строительные материалы. За последние годы не было ни одного грандиозного прорыва в области новых строительных материалов, который бы массово изменил подход к современному строительству.

Все понимают, что создание новейших строительных материалов с улучшенными показателями прочности, гибкости и износостойкости позволит архитекторам воплощать свои самые смелые замыслы. Но в строительной сфере не спешат инвестировать в новые материалы, предпочитая то, что проверено веками.

И все же исследования в области новых материалов проходят постоянно и некоторые из таких материалов вполне смогли бы конкурировать с кирпичом, древесиной, или обычным бетоном.

Итак, какие же строительные материалы возможно будут использоваться при строительстве городов будущего?

Город будущего

Графен

Графен - это тонкая плоскость графита, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом, которые образуют гексагональную двумерную кристаллическую решётку.

Графен

Этот материал обладает уникальными свойствами. При невероятной легкости он имеет гораздо бóльшую прочность и жесткость, чем сталь и углеродное волокно.

Графен пока не используется в строительстве, хотя его можно было бы использовать в сочетании с традиционными материалами для создания конструкций, которые невозможно представить сегодня. Но до настоящего времени нет технологии получения графена в необходимых для строительства количествах. Наиболее популярный процесс изготовления графена требует больших затрат энергии на отделение моноатомных слоёв.

Окриджская национальная лаборатория (Oak Ridge National Laboratory) в США разработала новый способ получения графена с использованием технологии, известной как химическое осаждение из газовой фазы.

Руководитель команды, работавшей над этим проектом, сказал, что это открытие «значительно расширит спектр возможных применений графена». Следующий шаг – уменьшить стоимость и расширить производство, что сделает возможным более широкое использование этого материала.

"Бальса" из углеродного волокна

Бальсовое дерево ценится за его невероятно легкую древесину, однако оно довольно дорогое. Команде ученых из Гарвардского университета удалось создать беспрецедентно легкий и прочный композитный материал со структурой, напоминающей соты, который сможет заменить древесину бальсового дерева.

Искусственная бальса

Для изготовления этого синтетического заменителя используется армированная углеродными волокнами термоотверждаемая эпоксидная смола и экструзионная 3D-печать. Эта технология позволяет создавать из эпоксидной смолы и углеродных волокон сотовые структуры.

В результате получен новый материал, который может полностью заменить бальзовое дерево. Он будет не только дешевле, но и устранит проблемы, связанные с неоднородностью волокон дерева, которая затрудняет его использование там, где требуется высокая точность.



Синтетический паучий шелк

Паучий шелк – один из самых удивительных природных материалов, высокая прочность которого при относительно низкой плотности делает его более прочным, чем такое же по весу количество стали. Ученые давно пытаются создать его синтетическую версию, но природа его свойств оставалась тайной до самого последнего времени.

Команда исследователей из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) для создания искусственной паутины использовала технологии 3D-печати.

Искусственная паутина

«Мы на пути к математическому описанию механизма, делающего паутину такой прочной», – говорит ученый-исследователь Чжао Цин (Zhao Qin).

"Угликислоцемент"

Американские ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали технологию получения нового строительного материала из углекислого газа. По техническим характеристикам новый материал похож на бетон.

угликислоцемент | CO2NCRETE

В качестве основного компонента для такого бетона используется двуокись углерода, выбрасываемая в атмосферу электростанциями.

Новый материал назвали CO2NCRETE (слово образовано из химической формулы углекислого газа CO2 и слова concrete - цемент). Кстати, именно с производством традиционного бетона связано около 5% всех выбросов углекислого газа в мире.

Ученые предполагают, что новый материал улучшит ситуацию с загрязнением воздуха, так как в процессе его производства не образуется вредных выбросов и более того - утилизируется двуокись углерода, поступающая в воздух от электростанций.

Экспериментальные образцы "угликислоцемента" сейчас изготавливают в университетской лаборатории. Смесь из углекислого газа и извести помещают в 3D-принтер и печатают из него материал. Параллельно авторы разработки изучают возможность масштабного производства CO2NCRETE для строительства.

«Зеленый» бетон

Как видим, новые строительные материалы разрабатываются не только с целью повышения прочности или легкости, но также для улучшения экологии.

Команде из Технологического университета MARA (Universiti Teknologi MARA) в Малайзии удалось создать бетон, который они назвали «green-mix concrete» (зеленый бетон).

зелёный бетон

«Зеленый» бетон изготавливается из традиционных ингредиентов, смешанных с подходящими отходами и вторичным сырьем. Этот экономичный и экологичный заменитель по свойствам не уступает оригиналу. В числе материалов, которые используются для его производства – зола-унос, заполнители из вторсырья и волокна из алюминиевых банок.

Искусственная древесина

Древесина относится к числу основных строительных материалов. Увеличение строительных объёмов приводит к значительному увеличению потребления древесины, что, в свою очередь приводит к истощению лесосырьевых ресурсов. Поэтому разработка новых материалов, способных в будущем заменить древесину, весьма актуальна.

Японские ученые заявили, что им удалось создать искусственную древесину, которую можно использовать даже при строительстве Международной космической станции.

доски

Исследователи из университета Мие обнаружили способ извлечения лигнина - довольно сильного клея - из натурального дерева. Если его соединить с бумагой и древесными стружками, получится новый материал идентичный древесине, но прочнее и без годичных колец. На разработку этого вещества ушло 20 лет.

Если проект будет одобрен японским министерством образования, науки и технологии, университет получит на дальнейшую разработку промышленной технологии 571 миллион долларов.

Давно было известно, что лигнин является сильным клеящим веществом, но никому не удавалось найти способ извлечения его из древесины с сохранением клейкости. Ранее он просто рассматривался как нежелательный продукт при производстве бумаги, который можно было удалить из древесины, погрузив ее в щелочной раствор.

Иной способ получения искусственной древесины предложила группа ученых под руководством Шу-Хун Ю (Shu-Hong Yu) из Хэфэйской национальной лаборатории физических наук. В качестве аналога лигнина они использовали  резольную и меламинформальдегидную смолы. Такие смолы  имеют похожую на лигнин полифенольную структуру. Смешивая со смолой хитозан и уксус, ученые получили новый вид полимерного материала, который напоминает по своей структуре древесину, но обладает лучшими характеристиками прочности огнестойкости и водостойкости.
Остаётся вопрос разработки технологии промышленного производства нового материала.

Искусственная древесина из сельскохозяйственных отходов.

Сельскохозяйственные отходы имеют большие перспективы в разработке новых строительных материалов.

Так, например, американская компания TruGrain применяет для производства строительных материалов новый вид эко материала Resysta. Материал воспроизводит вид тропической древесины, но обладает более высокой износостойкостью и долговечностью.

деревянный пол на террасе коттеджа

Этот материал изготавливается из сельскохозяйственных отходов - 60% рисовой шелухи с добавлением синтетического пластикового полимера и обыкновенной соли. Полученный композит можно перерабатывать, а его эксплуатационный срок составляет не менее 25 лет, в течение которых он не будет трескаться или менять цвет.

Огнестойкий материал устойчив к ультрафиолетовому излучению, воздействию хлорированной или солёной воды, насекомых или грибка.

Различные профили из нового материала производятся в США методом экструзии. Их можно использовать для полов, террас и фасадов или для изготовления садовой мебели.

Материал обрабатывается так же, как и древесина: его можно пилить, сверлить, полировать, покрывать маслом или краской.


 STARTUP NEWS
__________________________________

Рекомендуем почитать:

Комментарии

  1. Новые строительные материалы разрабатываются, но остаётся одна проблема - экология. Если искусственная древесина не сможет разлагаться, как настоящая, то зачем нужен такой материал? Биопластики из кукурузы, или сахарного тростника рекламируют, как экологически чистые, но они так же, как и обычные загрязняют нашу планету...

    ОтветитьУдалить

Отправить комментарий

Мы будем Вам благодарны за Ваши комментарии

Подпишитесь на обновления блога и Вы узнаете много интересного!
_______________________________