Utvecklingen av nya material som har ökat prestanda och funktionalitet har blivit en viktig drivkraft för innovation de senaste åren. Enligt den industriella tekniken i Europeiska kommissionens forsknings- och innovationsavdelning beräknas 70% av all ny produktinnovation baseras på material med nya eller förbättrade egenskaper. Dessa framväxande material och deras tillhörande teknik förändrar det sätt arkitekter och designers arbetar och hur vi som konsumenter engagerar med byggnader och produkter som omger oss.

Dr Sascha Peters är en innovationskonsult och materialspecialist från Tyskland. Peters är VD för Haute Innovation, ett företag som fokuserar på att förkorta innovationsprocesser och tillhandahålla materialtekniska innovationer för snabbare omvandling till omsättbara produkter. Han är också författaren till boken Materialrevolution: Hållbart multifunktionsmaterial för design och arkitektur.

Freshome fångat upp med Dr Peters att fråga honom exakt vilka material som kommer att revolutionera marknaden under 2012. Han gick med på att dela med oss ​​10 av de material som ingår i hans bok. Det här är material som Peters tror kommer att påverka arkitekturen och designen. Nedan förklarar han material och deras potentiella användningsområden.

ULTRA HIGH-STRENGTH CONCRETE

Hittills har betong använts för fasta föremål, vars formella språk starkt begränsas av en minimal väggtjocklek, idag kan helt olika resultat uppnås med ultrahärdhållfast betong (t ex Tim Mackeroth FALT-lampa). Tack vare speciella matematiska modelleringsprocedurer kan den optimala partikeldensiteten ställas in för den speciella applikationen. Genom att anpassa cementhalten kan vattenfilmens densitet minskas betydligt med upp till 40%. Kompressionsstyrkan ökas avsevärt. Användningen av kostsamma tillsatser är onödigt och materialkostnaderna minskar med upp till 35%. Ultra höghållfast betong har en enorm koldioxidreducerande potential. Dessutom ökar den högre förpackningstätheten motstånd mot yttre påverkan.

SEA BALLS

Vad som vanligtvis kallas Neptunbollar, som är gjorda av mattade tångfibrer, kan även användas utan tillsatser som isoleringsmaterial med naturliga brandförebyggande egenskaper (B1). Det organiska bruna materialet kan tvättas upp på stränder. Eftersom det knappast innehåller salter och inga proteiner roter det inte och fibrerna är inte skadliga för den mänskliga organismen. Med värmeledningsförmåga på bara 0,037 W / (mK) är havbollar mycket lämpade för att bygga isolering (t ex i tak och vedstrukturer.) De säljs som en vara under varumärket NeptuTherm.

HOLLOW SPHERE STRUCTURES

Dessa höghållfasta ihåliga sfärer erbjuder ett alternativ för flexibelt fyllning av icke-styva geometriska former. De produceras på grundval av EPS-sfärer. I en luftfjädringsbeläggningsprocess belägges dessa i en suspension tillverkad av metall eller keramiskt pulver, bindemedel och vatten och upphettas därefter. Det polymera materialet förångas, och det som återstår är ihåliga sfärer av metalliskt eller keramiskt material. Tack vare denna produktionsprincip är allt material som kan sintras lämpat för bearbetning. Materialegenskaperna kan påverkas med avseende på tjockleken och porositeten hos den yttre ytan såväl som basformen. På grund av den höga porositeten och de många ytor som interagerar är värmeledningsförmågan hos ihåliga sfärer avsevärt lägre än för fasta material. För att uppnå särskilda egenskaper kan andra material injiceras i den befintliga ihåliga sfären. Med tanke på geometri av sfären har ihåliga sfärstrukturer skrytande tryckfasta och styva egenskaper. Hål sfärer är 4070% lättare än fasta tillstånd.

Självförstärkt THERMOPLASTICS

I fiber- och partikelförstärkt plast uppnås förbättring av egenskaperna och ökad styrka genom att bädda in fibrer eller partiklar från ett annat material än det som används för matrisen, förbättringar av kvaliteten på självförstärkta termoplaster tenderar att uppnås genom att molekylär struktur i halvkristallina områden i plaststrukturen. Egenskaperna hos självförstärkande termoplaster är jämförbara med glasfiberarmerad plast. Styrka och styvhetsnivåer är flera gånger högre än för konventionella termoplaster. Självförstärkta termoplaster har också större slaghållfasthet, är stabila när de utsätts för höga temperaturer och mer slitstarka. Expansion orsakad av värme är bara hälften så mycket. En fördel är möjligheten till ren återvinning. Dessutom väger självförstärkande termoplast mindre än glasfiberförstärkt plast.

ELECTROACTIVE POLYMERS

Polymerer eller kompositmaterial gjorda av plast, som ändrar deras volym (det vill säga kontrakt eller förlängning) när de utsätts för en elektrisk laddning, kallas elektroaktiv plast. I utvecklingslaboratorier arbetar för närvarande för närvarande visionen om en konstgjord muskel. Med hjälp av morphing-material syftar forskarna till att ändra formen och egenskaperna hos ett flygplan. I processen förföljer de olika tillvägagångssätt, vars struktur och sätt att fungera skiljer sig väsentligt från varandra.

COCONUT-HO COMPOSITES

För att undvika att använda värdefulla tropiska skogar och därmed avverkande regnskogar har tekniker utvecklats de senaste åren för att göra träet från kokosnötsplanteringar som är lämpliga för möbelindustrin och för golv. Kokos trä har inga årliga ringar. Det kännetecknas av sin spotted struktur, från vilken den nederländska tillverkaren Kokoshout härledde namnet Cocodots. Eftersom träet är betydligt hårdare vid bakkammarens periferi (yttre 5 cm) än på insidan är det främst det här träet som används för materialproduktion. Kokosträ krymper bara och sväller minimalt och är hårdare än ek. Kokoskompositer består av en 1218 mm tjock MDF-kärna, till vilken kokosnöt trä appliceras.

FUNGUSBASERADE MATERIAL

Medan ekologiska material redan är inriktade på användningen av naturfibrer som förstärkningsmaterial och naturmaterial i kompositer arbetar nu ett antal forskare och tillverkare med produktionsprocesser som gör det möjligt att odla material organiskt (t.ex. ekologisk design). Svamparter kommer till spel här, till exempel de som kan binda organiskt avfall på ett solidt sätt. Råolja är inte nödvändig. Den organiska tillverkningsprocessen är baserad på cellulosa som finns i naturliga avfallsprodukter, såsom skalen av ris och vete, liksom på lignin som ett bindande matrismaterial. En ny process använder tillväxtprinciperna för det trådformade myzelinet av svampar, som i naturen koloniserar vanligtvis på fasta substrat som trä, jord och organiskt avfall, för att producera hårda skum naturligt. Svamparna bildar ett nätverk av mikroskopiskt små trådar, som solidt binder olika organiska avfallsmaterial.

BIOPLASTIKER BASERAD PÅ POLYLAKKSYRA

Polymjölksyra eller polylactid (PLA) är en av de viktigaste biologiska råvarorna i den nuvarande hållbarhetsdebatten, eftersom dess egenskaper är jämförbara med PET. I allmänhet kan biobränsle inte användas direkt, men genom blandning blandas med aggregat och tillsatser för att passa deras specifika syfte. Även om materialet upptäcktes redan i 1930-talet, har det bara nyligen producerats i stor skala, av NatureWorks.

BLINGCRETE

Retroreflekterande ytor används främst i områden där säkerhet är en fråga och på mode. Typiska applikationer inkluderar reflekterande lappar för cyklister och säkerhetspersonal. Retro-reflekterande tyg är också mycket populärt i skodesign. I konst upptäcktes materialet bara nyligen. Reflekterande betong, som för närvarande utvecklas under namnet BlingCrete, är avsedd för markering av kanter och farliga områden (t ex steg, plattformar) och utformning av integrerade byggledningssystem och stora konstruktionselement. Med tanke på sin speciella känsla kan den också användas i taktila styrsystem för blinda.

Luminoso

Under 2008 lanserades ett lättöverförande träkompositmaterial med liknande struktur under varumärket Luminoso. Glasfibermattor är lagrade mellan tunna träpaneler och limmade med kallt PU-lim. Ytan är helt förseglad. Valet av trä, mellanrum mellan skikt och styrka hos ljusstoffet kan påverka graden av ljuspermeabilitet. Träet som används för bakgrundsbelyst paneling och skiljeväggar i inuti utrymmen och mässan måste vara helt felfri för att inte störa det övergripande intrycket. En bild som placeras bakom kompositpanelen överförs till den andra sidan när den lyser från baksidan. Även filmer kan projiceras på materialet.

Freshome skulle vilja tacka Dr Sascha Peters för att introducera oss till dessa innovativa material och för att ge oss en snygg titt på hans bok. För alla som vill veta mer om hur dessa och andra innovativa nya material revolutionerar design och arkitektur, är Dr Peters bok tillgänglig att köpa här. Du kan också hålla dig uppdaterad med nya utvecklingar av materiell innovation genom att läsa Dr. Peters online-magasin.

Vi skulle gärna höra vad du tycker om dessa innovativa material och om du har stött på andra som du tycker vi borde veta om. Vänligen lämna oss en kommentar nedan.