पदार्थ विज्ञान
पुराने संरचनात्मक सामग्री और प्रक्रियाओं का आधुनिक दृष्टिकोण से पुनः मूल्यांकन
मानवता ने सदियों से कंक्रीट जैसी इमारत सामग्री का उपयोग करके स्थायी वास्तुकला की शानदार रचनाएँ बनाई हैं; प्राचीन रोम के उदाहरणों पर नजर डालें। जबकि कोई सोच सकता है कि इतने लंबे समय में, हमें इन सामग्रियों के बारे में जानने के लिए सब कुछ मिल गया होगा, उन्हें आधुनिक दृष्टिकोण से पुनः मूल्यांकन करने से भविष्य की ओर देखने वाली कंपनियों को उन्हें नए उद्देश्य देने और प्राचीन नुस्खों में सुधार करने की अनुमति मिली है।
सामग्री और प्रक्रियाएं
जैसा कि उल्लेख किया गया है, प्राचीन रोम यह दिखाने का एक आदर्श उदाहरण है कि कंक्रीट का उपयोग करके क्या हासिल किया जा सकता है। हालांकि, हाल ही तक वैज्ञानिक यह जानने के लिए आश्चर्यचकित थे कि 2000 से अधिक वर्ष पुरानी संरचनाएं अभी भी इतनी अच्छी स्थिति में कैसे हैं। अब, हम जानते हैं कि उत्तर सामने था – चूना।
रोमन कंक्रीट में चूने की उपस्थिति को हमेशा खराब मिश्रण के अभ्यास का परिणाम माना जाता था। जैसा कि यह पता चला है, परिणामी चूने के क्लास्ट्स का एक महत्वपूर्ण उद्देश्य है, जो कंक्रीट में एक विशिष्ट तरीके से भरे हुए, अंतिम उत्पाद को स्वयं-मending दरारें करने की अनुमति देता है; जो हमें हमारे पहले आधुनिक लेंस पर एक प्राचीन निर्माण सामग्री लाता है – स्व-मending कंक्रीट।
स्व-मेंडिंग कंक्रीट
कंक्रीट बस एक मिश्रण है जो मिश्रित और एक हार्डनर द्वारा पकड़े जाने वाले महीन और मोटे सब्सट्रेट्स का मिश्रण है। कंक्रीट बनाने का नुस्खा समय के साथ और दुनिया भर में भिन्न वातावरण को समायोजित करने के लिए भिन्न हुआ है। इसके ध्यान में रखते हुए, वैज्ञानिकों ने भविष्य के लिए निर्मित एक पुनरावृत्ति बनाने के लिए नए नुस्खों / दृष्टिकोणों का अनुसंधान और परीक्षण शुरू किया है। कोलोराडो विश्वविद्यालय में एक उदाहरण है, जहां वैज्ञानिकों ने एक संभावित कंक्रीट प्रतिस्थापन विकसित किया है जिसे वे ‘लिविंग बिल्डिंग मैटेरियल्स (एलबीएम)’ कहते हैं जो ““फोटोसिंथेटिक माइक्रोओर्गनिज्म्स का उपयोग करके अक्रिय रेत-जिलेटिन स्कैफोल्ड्स को बायोमिनरलाइज करने के लिए” बनाया जाता है।
संभावना के साथ, इन एलबीएम ने न केवल स्व-प्रतिकृति और स्व-मेंडिंग करने की क्षमता दिखाई है, बल्कि वे अपशिष्ट सामग्री से बनाए जा सकते हैं। समान रूप से महत्वपूर्ण है, उनकी कार्बन को पकड़ने की क्षमता है। टिकाऊपन और दीर्घायु के अलावा, एक बड़ा कारण है कि भविष्य के कंक्रीट के लिए नए नुस्खे विकसित करने पर समय बिताया जा रहा है – पर्यावरण।
कंक्रीट बनाने की प्रक्रिया में बड़ी मात्रा में सीओ 2 का उत्सर्जन होता है। पृथ्वी पर दूसरा सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला उत्पाद होने के नाते, यह परिणामस्वरूप बड़ी मात्रा में (8% कुल सीओ 2) उत्सर्जन होता है। यदि हम संभावित रूप से कंक्रीट के संस्करण बना सकते हैं जो वास्तव में पर्यावरण की मदद करते हैं न कि नुकसान पहुंचाते हैं, तो यह एक मार्ग है जिसे अन्वेषण करने योग्य है।
प्रयोगशालाओं में चल रहे अनुसंधान के अलावा, बायोमैसन जैसी स्टार्टअप्स पहले से ही जीव विज्ञान के माध्यम से सीमेंट उद्योग के पर्यावरणीय पदचिह्न को कम करने के तरीकों का उपयोग करके निर्मित उत्पादों की पेशकश कर रही हैं। अब तक, इस कंपनी ने निवेशकों जैसे नोवो होल्डिंग्स, सेलेस्टा कैपिटल और अधिक से कई दौरों में ~ $ 95M की फंडिंग उत्पन्न की है।
हेम्प रेबार
रेबार कंक्रीट के साथ निर्माण के लिए एक अत्यंत महत्वपूर्ण सामग्री है। आमतौर पर स्टील से बना, रेबार कंक्रीट इमारतों को संरचनात्मक समर्थन प्रदान करता है और दीर्घायु बढ़ाता है। हालांकि, जैसा कि पहले कहा गया है, कंक्रीट के साथ काम करने का अर्थ आमतौर पर बड़े सीओ 2 उत्सर्जन होता है। क्या होगा अगर रेबार बनाने का एक तरीका है जो इस मुद्दे को बिना स्टील के फायदों को त्यागे ऑफसेट कर सकता है? हेम्प रेबार में प्रवेश करें।
हेम्प रेबार न केवल कंक्रीट की दीर्घायु बढ़ाने का कार्य करता है, यह स्टील से सस्ता, मजबूत और हल्का हो सकता है, साथ ही जंग-mukt रहता है; सभी महत्वपूर्ण विचार, क्योंकि कई इमारतों के पतन को भारी और जंग खाए स्टील रेबार से जोड़ा जाता है। यह एक कार्बन-नकारात्मक जैव सामग्री के रूप में भी जाना जाता है, जिसमें बढ़ते क्षेत्रों में बड़ी मात्रा में सीओ 2 को अवशोषित किया जाता है। रेबार जैसे अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने पर, उत्पाद अपने जीवन चक्र में कंक्रीट के उपयोग से जुड़े सीओ 2 उत्सर्जन को ऑफसेट करने का काम कर सकता है।
ऊर्जा संग्रहण ईंटें
कंक्रीट एकमात्र निर्माण सामग्री नहीं है जो एक भविष्यवाणी के साथ जा रही है। सुपरकैपेसिटर में नियमित और रीसाइकल की हुई ईंटों को बदलने की प्रक्रिया अब विकसित की जा रही है। इसका मतलब है कि निकट भविष्य में, आपके घर की ईंटें या एक पथ के रूप में कार्य करने वाली ईंटें एक ऊर्जा भंडारण समाधान के रूप में कार्य कर सकती हैं। बस ईंटों को एक ऊर्जा स्रोत (जैसे सौर पैनल) से जोड़ें, और ईंटें रात के घंटों में शक्ति प्रदान करने के लिए दिन भर चार्ज की जा सकती हैं। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जैसा कि यह खड़ा है, प्रौद्योगिकी को संभव होने से पहले एक लंबा सफर तय करना होगा। वर्तमान में, शोधकर्ता इंगित करते हैं कि लगभग 50 ईंटों की क्षमता केवल 5 घंटे तक आपातकालीन प्रकाश के लिए पर्याप्त शक्ति प्रदान करेगी।
इस उपलब्धि को हासिल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने विचार किया ईंटों की अंतर्निहित संरचना को, यह ध्यान देते हुए कि वे बहुत ही छिद्रपूर्ण हैं। उन्हें सुपरकैपेसिटर में बदलने के लिए, ईंटों को पेडोट (एक conductive पॉलिमर) के साथ लेपित / इंजेक्ट किया गया था, जो मूल रूप से ईंट को एक ऊर्जा स्पंज में बदल देता है।
यह वही समाधान है जो सतत सustainable ऊर्जा की ओर एक निरंतर और संयुक्त प्रयास के साथ संयुक्त होने पर, मानवता को पृथ्वी को हो रहे नुकसान को उलटने और एक हरित भविष्य सुनिश्चित करने की अनुमति देगा।
एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग
भविष्य की ओर देखते हुए निर्माण के लिए, इसमें उपयोग की जाने वाली सामग्री से अधिक है। इसमें प्रक्रियाएं भी शामिल हैं। इसके ध्यान में रखते हुए, भविष्य के निर्माण के तरीके को बदलने के लिए सबसे अधिक आशाजनक और संभावित रूप से गेम-चेंजिंग छलांग एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग aka ‘3D-printing’ है।
आईसीओएन एक विशेष रूप से उल्लेखनीय कंपनी है जिसे देखने के लिए है, क्योंकि इसके उत्पाद / सेवाएं केवल एक उच्च-संभावना विचार से अधिक हैं; वे पहले से ही कार्रवाई में लाए जा रहे हैं। एक उदाहरण में, टेक्सास के जॉर्जटाउन में आईसीओएन द्वारा 3 डी-प्रिंटेड घरों का 100 घरों का समुदाय पहले से ही चल रहा है। एक अन्य, और शायद अधिक रोमांचक उदाहरण में, आईसीओएन को पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। 57.2M नासा पुरस्कार एक ‘लूनर सरफेस कंस्ट्रक्शन सिस्टम’ विकसित करने के लिए। हां, आईसीओएन चंद्रमा और उसके बeyond में 3 डी-प्रिंटेड संरचनाओं में रहने की अनुमति देने के लिए सिस्टम विकसित कर रहा है।
