Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
 

 Diễn đàn Khoảng không vũ trụ vì tri thức tiện ích và nhân loại – viễn cảnh tương lai.

 
​Bê tông siêu vật liệu đặt nền móng cho hạ tầng tự cung tự nguồn thông minh   30-03-2023
Đập Hoover, Nhà hát Opera Sydney, Vạn Lý Trường Thành và Đền thờ Pantheon có điểm gì chung? Tất cả chúng đều là những ví dụ về công trình xây dựng bằng bê tông đầy tham vọng và đáng kinh ngạc.​

Ảnh: Depositphotos

Nhưng vật liệu xây dựng được sử dụng rộng rãi nhất của chúng ta cũng để lại lượng khí thải carbon đáng kinh ngạc, với quy trình sản xuất vật liệu ngốn năng lượng này chiếm 8% lượng phát thải toàn cầu. Do đó, điều này đã khiến các chuyên gia kỹ thuật chuyển sang sử dụng các vật liệu xây dựng khác như lanh và các hỗn hợp khác nhau để tạo ra bê tông composite xanh hơn.

Nay các kỹ sư từ Đại học Pittsburgh (Pitt) nhắm mục tiêu đưa nó lên tầm tương lai với sản phẩm hạ tầng thông minh nhẹ, đa chức năng, có khả năng thích ứng cao, có thể điều chỉnh cho phù hợp với các công trình khác nhau và thậm chí tự tạo ra điện tích.

Phó giáo sư kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Pitt Amir Alavi, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Xã hội hiện đại đã sử dụng bê tông trong xây dựng hàng trăm năm nay sau khi được người La Mã cổ đại tạo ra nó. Việc sử dụng rộng rãi bê tông trong các dự án cơ sở hạ tầng của chúng ta ngụ ý nhu cầu phát triển một thế hệ vật liệu bê tông mới tiết kiệm hơn và bền vững với môi trường hơn nhưng vẫn cung cấp các chức năng tiên tiến. Chúng tôi tin rằng chúng tôi có thể đạt được tất cả các mục tiêu này bằng cách đưa mô hình siêu vật liệu vào quá trình phát triển vật liệu xây dựng”.

Siêu vật liệu này được tạo thành từ các mạng polyme auxetic được gia cố trong một ma trận xi măng dẫn điện. Xi măng dẫn điện, được tăng cường thêm bột than chì, tạo thành điện cực và bộ kích hoạt cơ học có thể tạo ra điện khí hóa tiếp xúc giữa các lớp. Nó không thể tạo ra đủ năng lượng để đưa vào lưới điện nhưng nó có khả năng được sử dụng để giám sát thiệt hại bên trong các cấu trúc bê tông ví dụ như trong trường hợp động đất.

Về mặt vật lý, bản thân siêu vật liệu có thể được tinh chỉnh để phù hợp với nhu cầu của công trình, tăng tính linh hoạt, hình dạng và độ giòn của vật liệu, đồng thời trong các thử nghiệm có thể ép nén tới 15% trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn cấu trúc của nó.

Alavi cho biết: “Dự án này giới thiệu loại bê tông siêu vật liệu tổng hợp đầu tiên có khả năng siêu nén và thu năng lượng. Các hệ thống bê tông nhẹ và có thể điều chỉnh cơ học như vậy có thể mở ra cơ hội sử dụng bê tông trong các ứng dụng khác nhau như vật liệu kỹ thuật hấp thụ sốc tại các sân bay để giúp hãm tốc máy bay lăn bánh hoặc hệ thống cách ly cơ sở địa chấn”.

Nhóm nghiên cứu, bao gồm các kỹ sư từ Đại học Johns Hopkins, Đại học bang New Mexico, Viện Công nghệ Georgia, Viện Năng lượng nano và Hệ thống nano Bắc Kinh, và Trường Kỹ thuật Swanson của Pitt tin rằng vật liệu bê tông đa chức năng có thể trở thành một thành phần được sử dụng rộng rãi trong cơ sở hạ tầng, vì nó “có thể mở rộng, tiết kiệm chi phí và có thể tự duy trì hoạt động của mình thông qua năng lượng khai thác xanh”.

Và cuối cùng (theo đúng nghĩa đen), sản phẩm kỹ thuật thông minh này thậm chí có thể cung cấp năng lượng cho các chip được nhúng trong đường cao tốc để hỗ trợ ô tô tự lái.

Tuy nhiên, trước mắt vật liệu cần được thử nghiệm quy mô lớn và nghiên cứu sâu hơn về phương thức cách ly vật liệu tích hợp máy phát điện nano thu năng lượng khỏi các tác nhân sức ép môi trường như độ ẩm, thời tiết ẩm ướt và biến động nhiệt độ.

LH (Đại học Pittsburgh)

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
Video clip
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)

  • Hình ảnh liên kết
    Liên kết website trong tỉnh
    Liên kết website các tỉnh
    Lượt truy cập