8 cải cách mang tính bền vững trong sản xuất vật liệu xây dựng

Những đổi mới về xây dựng không chỉ góp phần làm giảm phát thải khí carbon dioxide mà còn làm tăng tuổi thọ công trình, tiết kiệm năng luộng sử dụng và tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên. Dưới đây là những ý tưởng và vật liệu xây dựng mang tính đột phá có thể tạo nên cuộc cách mạng công nghiệp và giúp con người xây dựng những công trình tương lai bền vững hơn.

Gỗ trong suốt

Các nhà khoa học Thụy Điển đã biến gỗ thành vật liệu có độ trong suốt đạt 85% bằng cách ép các dải gỗ veneer và thay thế chất lignin bằng polymer. Sản phẩm này rất nhẹ nhưng có độ bền không thua kém gì gỗ tự nhiên. Nó có thể là lựa chọn thân thiện với môi trường, thay thế cho thủy tinh và nhựa.

Trong tương lai gần, gỗ trong suốt có thể được sử dụng thay thế cho thủy tinh.

Khi được sử dụng trong xây dựng, gỗ trong suốt sẽ góp phần làm giảm nhu cầu sử dụng ánh sáng nhân tạo và có thể bị phân hủy sinh học.

Bê tông cốt tre

Với sự dồi dào, bền vững và tính đàn hồi, tre đang là lựa chọn tự nhiên thay thế cho thép dùng để gia cố bê tông. Bê tông cốt tre cũng có khả năng chống động đất. Hơn nữa, tre phát triển rất nhanh nên có giá thành rẻ hơn thép, đồng thời hấp thụ một lượng lớn CO₂. Điều này có nghĩa là tre không chỉ đóng vai trò như một vật liệu xây dựng mà còn làm hạn chế biến đổi khí hậu.

Khả năng chịu lực của tre không thua kém gì thép.

Gạch độn đầu lọc thuốc lá

Dù thuốc lá rất độc hại nhưng không thể phủ nhận rằng hút thuốc vẫn là một thói quen, một nét văn hóa trên toàn thế giới. Mỗi năm có khoảng 6 nghìn tỷ điếu thuốc lá được sản xuất tạo ra 1,2 triệu tấn chất thải tàn thuốc. Đặc biệt, đầu lọc thuốc lá bị phân hủy sinh học khá chậm và phải mất một thời gian dài mới có thể phân hủy hoàn toàn.

Mới đây, các nhà nghiên cứu của Đại học RMIT Úc đã tìm ra giải pháp xử lý hàng nghìn tỷ đầu lọc thuốc lá bị vứt bỏ, đó là đưa chúng vào xây dựng. Theo các nhà nghiên cứu, việc trộn thêm một lượng nhỏ đầu lọc thuốc lá vào thành phần gạch còn giúp giảm đáng kể thời gian và lượng nhiệt cần thiết để nung gạch so với phương pháp truyền thống.

Hydrogel

Viện kiến trúc nâng cao Catalonia ở Barcelona đang đi đầu trong việc giảm thiểu tiêu thụ năng lượng cho điều hòa không khí bằng cách tạo ra các bức tường có khả năng tự làm mát nhờ hợp chất hydrogel. Để áp dụng công nghệ mới này, các nhà nghiên cứu đặt các bọt gel giữa hai lớp gốm và lắp đặt vào các bức tường hiện có.

Công nghệ sử dụng Hydrogen có thể cắt giảm đáng kể lượng điện tiêu thụ và lượng phát thải khí nhà kính.

Lấy ý tưởng từ cơ chế đổ mồ hôi để làm mát của con người, các nhà khoa học đã tạo ra các bọt gel có thể hấp thụ nước và căng phồng lên. Khi nhiệt độ xung quanh tăng lên, lượng nước này sẽ bốc hơi, làm giảm nhiệt độ xuống khoảng 5 độ C, từ đó hạn chế tần suất sử dụng điều hòa nhiệt độ vào mùa hè.

Xi măng phát quang

Gần đây, các nhà khoa học đã tìm ra cách thức thay đổi cấu trúc vi mô của xi măng để làm cho nó có thể hấp thụ và phản xạ ánh sáng. Phát hiện này dẫn tới việc tạo ra xi măng siêu kỵ nước hay còn gọi là xi măng phát quang, có thể thay thế hệ thống chiếu sáng đường phố truyền thống và giảm điện năng sử dụng cho chiếu sáng.

Thêm vào đó, loại xi măng này còn có độ bền hơn xi măng thông thường với thời gian tồn tại lên tới 100 năm thay vì 30-50 năm.

Tơ nhện tổng hợp

Tơ nhện từ lâu đã nổi tiếng là loại vật liệu tự nhiên có độ bền khủng khiếp nhất trên Trái Đất và các nhà khoa học đều đang cố gắng tạo ra tơ nhện mà không cần đến nhện. Công nghệ in 3D đã thay đổi cuộc chơi trên toàn thế giới về cách tổng hợp tơ nhện bằng tạo ra sản phẩm làm từ nước, silica và cellulose được mô tả là chắc khỏe hơn thép và cứng hơn Kevlar.

Tơ nhện là một trong những vật liệu chắc và dai nhất trong thế giới tự nhiên.

Kết quả nghiên cứu có thể làm thay đổi nhiều ngành công nghiệp như dệt may, xây dựng, sản xuất ô tô và các thiết bị y tế.

Gạch biết thở

Cách đây vài năm, kiến trúc sư Carmen Trudell đã bắt đầu nghiên cứu về vấn đề chất lượng không khí ở Cairo và từ đó tạo ra gạch biết thở. Lấy ý tưởng từ phương pháp điều trị suy thận đang áp dụng cho người anh của mình, Trudell tự hỏi liệu mình có thể sản xuất một thành phần xây dựng lọc được độc tố hay không.

Câu trả lời được đưa ra khi Trudell cùng các cộng sự nảy ra ý tưởng đặt một bộ lọc lốc xoáy bên ở bên trong mỗi bức tường bằng cách phát triển loại gạch biết thở. Khi sử dụng gạch biết thở để xây tường, bề mặt gạch vát khối kim cương sẽ hút hết không khí bên ngoài vào các lỗ nhỏ, sau đó bộ lọc lốc xoáy sẽ tách các hạt ô nhiễm ra khỏi không khí và thả chúng vào một phễu có thể tháo rời ở chân tường.

Chiếu sáng bằng LED và OLED

Chiếu sáng thương mại hoặc dân dụng tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Vì thế, suốt một thập kỷ qua, LED (light emitting diode) và OLED (organic light emitting diode) được sử dụng nhiều hơn cả bởi giúp giảm đáng kể lượng điện năng tiêu thụ cho chiếu sáng.

LED và OLED - giải pháp tiết kiệm năng lượng trong chiếu sáng.

Điện năng mà đèn LED tiêu chỉ bằng khoảng 10% so với bóng đèn sợi đốt và 50% so với bóng đèn huỳnh quang. Hơn nữa, đèn LED có tuổi thọ tiêu chuẩn cao hơn 40 lần so với cả hai loại bóng đèn trên. Trong khi đó, ưu điểm của đèn OLED là kích thước mỏng, sử dụng vật liệu trong suốt và còn tiêu thụ điện năng ít hơn cả LED.

Khi công nghệ ngày càng phát triển và sự ra đời của các vật liệu mới, giá thành đèn LED và OLED càng giảm, chúng ta sẽ được sử dụng những sản phẩm vừa tiết kiệm năng lượng, vừa có giá thành phải chăng.