Lo sviluppo di nuovi materiali che hanno aumentato le prestazioni e la funzionalità è diventato un importante motore di innovazione negli ultimi anni. Secondo il ramo delle tecnologie industriali del dipartimento Ricerca e innovazione della Commissione europea, si stima che il 70% di tutte le innovazioni di nuovi prodotti si basi su materiali con proprietà nuove o migliorate. Questi materiali emergenti e le loro tecnologie associate stanno cambiando il modo in cui architetti e designer lavorano e il modo in cui noi, come consumatori, siamo coinvolti con gli edifici e i prodotti che ci circondano.

La dott.ssa Sascha Peters è consulente per l'innovazione e specialista dei materiali in Germania. Peters è CEO di Haute Innovation, una società che si concentra sull'incrocio dei processi di innovazione e sulla fornitura di innovazioni tecnico-materiali per una conversione più rapida in prodotti commercializzabili. È anche l'autore del libro Rivoluzione materiale: materiali multiuso sostenibili per design e architettura.

Freshome raggiunto Dr. Peters chiedergli esattamente quali materiali rivoluzioneranno il mercato nel 2012. Ha gentilmente accettato di condividere con noi 10 dei materiali presenti nel suo libro. Sono materiali che Peters crede possano avere un impatto in architettura e design. Di seguito spiega i materiali e i loro potenziali usi.

CALCESTRUZZO ULTRA AD ALTA RESISTENZA

Mentre fino ad oggi il calcestruzzo è stato utilizzato per oggetti solidi, il cui linguaggio formale è fortemente limitato da uno spessore minimo della parete, oggi risultati completamente diversi possono essere raggiunti con calcestruzzi ad altissima resistenza (ad esempio la lampada FALT Tim Mackeroth). Grazie a speciali procedure di modellazione matematica, è possibile impostare la densità ottimale delle particelle per la particolare applicazione. Adattando il contenuto di cemento, la densità del film d'acqua può essere significativamente ridotta fino al 40%. La forza di compressione è notevolmente aumentata. L'uso di costosi additivi non è necessario e i costi dei materiali sono ridotti fino al 35%. Il calcestruzzo ad altissima resistenza ha un enorme potenziale di riduzione delle emissioni di CO2. Inoltre, la maggiore densità dell'imballaggio aumenta la resistenza alle influenze esterne.

SFERE DEL MARE

Quelle che sono comunemente chiamate palle di Nettuno, che sono fatte di fibre di alghe opache, possono anche essere usate senza additivi come materiale isolante con proprietà naturali di prevenzione degli incendi (B1). Il materiale organico marrone può essere trovato lavato sulle spiagge. Poiché contiene pochissimo sale e nessuna proteina, non marcisce e le fibre non sono dannose per l'organismo umano. Con una conduttività termica di soli 0,037 W / (mK), le sfere di mare sono particolarmente adatte per l'isolamento degli edifici (ad es. Nei tetti e nelle strutture in legno). Sono vendute come merce con il marchio NeptuTherm.

STRUTTURE DI SFERE CAVI

Queste sfere cave ad alta resistenza offrono un'opzione per il riempimento flessibile di forme geometriche non rigide. Sono prodotti sulla base delle sfere EPS. In un processo di rivestimento a sospensione pneumatica, questi sono rivestiti in una sospensione in metallo o polvere di ceramica, agenti leganti e acqua, e successivamente riscaldati. Il materiale polimerico evapora e ciò che rimane sono sfere cave fatte di materiale metallico o ceramico. Grazie a questo principio di produzione, qualsiasi materiale che può essere sinterizzato è adatto alla lavorazione. Le proprietà dei materiali possono essere influenzate per quanto riguarda lo spessore e la porosità della superficie esterna e la forma della base. A causa dell'elevata porosità e delle numerose superfici che interagiscono, la conducibilità termica delle sfere cave è notevolmente inferiore a quella dei materiali solidi. Per ottenere particolari proprietà, altri materiali possono essere iniettati nella sfera cava esistente. Data la geometria della sfera, le strutture a sfere cave vantano caratteristiche di resistenza alla pressione e rigide. Le sfere cave sono più leggere del 4070% rispetto a quelle a stato solido.

TERMOPLASTICA AUTO RINFORZATA

Mentre nelle fibre e plastica rinforzata con particelle, il miglioramento delle caratteristiche e l'aumento della resistenza si ottengono incorporando fibre o particelle da un materiale diverso da quello utilizzato per la matrice, i miglioramenti della qualità dei materiali termoplastici auto-rinforzati tendono ad essere ottenuti allineando il struttura molecolare in aree semi-cristalline nella struttura plastica. Le caratteristiche dei materiali termoplastici auto-rinforzanti sono paragonabili a quelle delle plastiche rinforzate con fibra di vetro. I livelli di resistenza e rigidità sono parecchie volte superiori a quelli dei termoplastici convenzionali. I materiali termoplastici auto-rinforzati hanno anche una maggiore resistenza agli urti, sono più stabili se esposti a temperature elevate e più resistenti all'usura. L'espansione causata dal calore è solo la metà. Un vantaggio è la possibilità del puro riciclaggio. Inoltre, i materiali termoplastici auto-rinforzanti pesano meno delle plastiche rinforzate con fibra di vetro.

POLIMERI ELETTROattivi

Polimeri o materiali compositi di plastica, che cambiano il loro volume (cioè, contratto o esteso) quando sottoposti a una carica elettrica, sono indicati come plastiche elettroattive. Nei laboratori di sviluppo è attualmente in corso il lavoro, ad esempio, sulla visione di un muscolo artificiale. Usando materiali di morphing, i ricercatori mirano a cambiare la forma e le proprietà di un aereo. Nel processo stanno perseguendo vari approcci, la cui struttura e modalità di funzionamento differiscono sostanzialmente l'una dall'altra.

COMPOSITI DI COCCO-LEGNO

Al fine di evitare l'uso di preziosi legni tropicali e quindi di abbattere le foreste pluviali, negli ultimi anni sono state sviluppate tecniche per rendere il legno delle piantagioni di palme da cocco adatto all'industria del mobile e alla pavimentazione. Il legno di cocco non ha anelli annuali. È caratterizzato dalla sua struttura maculata da cui il produttore olandese Kokoshout ha derivato il nome Cocodots. Poiché il legno è molto più duro alla periferia del tronco (5 cm esterno) rispetto a quello interno, è soprattutto questo legno che viene utilizzato per la produzione di materiale. Il legno di cocco si restringe e si gonfia solo in minima parte ed è più duro della quercia. I compositi in legno di cocco sono costituiti da un nucleo in MDF da 1218 mm, a cui viene applicato il legno di cocco.

MATERIALI BASATI SU FUNGHI

Mentre i materiali ecologici si concentrano già sull'uso di fibre naturali come materiale di rinforzo e materiali naturali nei materiali compositi, numerosi ricercatori e produttori stanno ora lavorando su processi di produzione che consentono di coltivare i materiali in modo organico (ad esempio, progettazione ecovativa). Qui entrano in gioco specie fungine, ad esempio quelle in grado di legare solidamente i rifiuti organici. Non è richiesto petrolio greggio. Il processo di produzione biologico si basa sulla cellulosa presente nei prodotti di scarto naturale, come le bucce di riso e grano, e sulla lignina come materiale di matrice legante. Un nuovo processo utilizza i principi di crescita del myzelium a forma di filo dei funghi, che in natura colonizza solitamente su substrati solidi come legno, terra e rifiuti organici, per produrre naturalmente schiume dure. I funghi formano una rete di fili microscopici, che lega saldamente i vari rifiuti organici.

BIOPLASTICI BASATI SULL'ACIDO POLLATTICO

L'acido polilattico o il polilattide (PLA) è una delle materie plastiche bio-grezze più importanti nell'attuale dibattito sulla sostenibilità, poiché le sue proprietà sono paragonabili a quelle del PET. In generale, la plastica bio-grezza non può essere utilizzata direttamente, ma attraverso la miscelazione si mescolano con aggregati e additivi per soddisfare il loro scopo specifico. Sebbene il materiale sia stato scoperto già negli anni '30, è stato prodotto solo di recente su vasta scala da NatureWorks.

BLINGCRETE

Le superfici retroriflettenti vengono utilizzate principalmente nei settori in cui la sicurezza è un problema e nella moda. Le applicazioni tipiche includono patch riflettenti per ciclisti e personale di sicurezza. Il tessuto retroriflettente è anche molto popolare nel design delle scarpe. Nell'arte, il materiale è stato scoperto solo di recente. Il calcestruzzo riflettente, attualmente in fase di sviluppo con il nome BlingCrete, è destinato all'uso per la marcatura di bordi e aree pericolose (ad es. Gradini, piattaforme) e per la progettazione di sistemi integrati di guida degli edifici e di elementi strutturali di grandi dimensioni. Data la sua particolare sensibilità, può essere utilizzato anche in sistemi di guida tattile per non vedenti.

LUMINOSO

Nel 2008 è stato lanciato un materiale composito in legno che trasmette la luce con una struttura simile sotto il marchio Luminoso. I tappeti in fibra di vetro sono stratificati tra sottili pannelli di legno e incollati con colla PU fredda. La superficie è completamente sigillata. La scelta del legno, lo spazio tra gli strati e la resistenza del tessuto luminoso possono influenzare il grado di permeabilità della luce. Il legno utilizzato per pannelli retroilluminati e divisori in spazi interni e stand fieristici deve essere assolutamente impeccabile, in modo da non disturbare l'impressione generale. Un'immagine che viene posizionata dietro il pannello composito verrà trasferita sull'altro lato una volta illuminata dal retro. Anche i film possono essere proiettati sul materiale.

Freshome desidera ringraziare la dott.ssa Sascha Peters per averci presentato questi materiali innovativi e per averci dato una sbirciatina nel suo libro. Per chiunque desideri saperne di più su come questi e altri nuovi materiali innovativi stanno rivoluzionando il design e l'architettura, il libro del Dr. Peters è disponibile per l'acquisto qui. Puoi anche tenerti aggiornato sui nuovi sviluppi dell'innovazione materiale leggendo la rivista online del Dr. Peters.

Ci piacerebbe sapere cosa ne pensi di questi materiali innovativi e se hai incontrato altri che pensi dovremmo sapere. Per favore lasciaci un commento qui sotto.