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黑科技!生物科技让建筑变成会呼吸和生长的生物

2019-08-28 点击:814

作者:Martyn Dade-Robertson,新兴技术,纽卡斯尔大学环境生物技术中心教授,联合主任

想象一下,如果我们的房子还活着会发生什么?当然,我不是指使用Alexa语音助手来控制客厅照明的智能家居。

我的意思是生活,成长,生活,呼吸,甚至像生物一样再生。这个想法可能看起来很牵强,但面对气候危机,我们人类需要从根本上考虑我们的生活方式,创造一个宜居的生活环境。

生物建筑的内部。 Assia Stefanova /生物技术中心在建筑环境中。

我们可以从生物学中获得许多非凡的工程技术,建筑技术的下一个前沿可能是使建筑成为自然的一部分。我和纽卡斯尔和诺桑比亚的同事已经建立了一个新的研究中心来研究这种可能性。以下是我们认为未来的建筑可能像生物一样生活和呼吸的五种方式。

1、会生长的建筑物

从破碎的石灰岩外壳到没有生命的木材,我们使用了大量来自大自然的材料来建造各种形式的建筑物。最近,“科学美国人”使用菌丝(真菌的根网络)作为未来的建筑材料。菌丝体可以在短时间内在木屑和咖啡渣上生长,从而产生具有显着结构特性的材料。

纽约的Hy-Fi单元由一块13米高的塔架组成,塔楼由菌丝砖组成。然而,最大的挑战可能是设计一种结构,其中菌丝体部分可以存活并生长并适应环境。由NASA的Lynn Rothschild领导的myco架构项目研究了这种可能性,想象一个可能在自己的上生长的栖息地,尽管它被用于其他行星殖民地。

2、能够自愈的建筑物

建筑物混凝土中的裂缝通常意味着建筑物寿命结束的开始。雨水的渗透会导致金属增强材料的腐蚀,从而保持结构稳定性。然而,研究人员已开始尝试可以自愈的混凝土。目前由代尔夫特理工大学的Henk Jonkers领导的团队开发,其中包括将细菌孢子(如细菌种子)插入混凝土混合物中,这是一种更可行的方法。

当水通过微小的裂缝进入时,细菌会复活并且物质实际上变得活跃并触发化学过程,导致新的方解石晶体生长并“修复”混凝土。使用这种技术可以延长混凝土建筑物的寿命数十年或更长时间。

3、会呼吸的建筑物

许多建筑物,尤其是世界各主要城市的高层玻璃办公楼,都得到了永久的生命支持。机械肺部空调系统将空气循环到加热室和冷却室。当然,打开窗户时可以选择自然通风。但是,如果墙壁本身可以呼吸怎么办?

麻省理工学院的Hironshi Ishii团队已开发出可根据水分改变形状的材料。这些材料由一层细菌孢子(类似于自愈合混凝土)和乳胶组成。当材料干燥时,它会收缩并改变形状。

使用这种方法,他们展示了对人体排汗做出反应的衣服。我们的团队已经开始研究扩大这种方法,以创建建筑物的整个外膜,随着房间湿度的增加,这可能会“冒汗”。使用涂有细菌孢子的乳胶膜,材料将弯曲并打开诸如汗腺的孔隙,允许空气流过壁,例如,当淋浴器或水壶形成蒸汽时。

4、有免疫系统的建筑物

我们身体的每个表面和我们周围的空气都被数万亿的微生物所包围。虽然我们每年花费数百万英镑用于抗菌清洁剂以杀死大部分这个复杂的生态系统,但长期以来,人们发现生活在农场附近的人可能比城市环境中的人少。容易过敏。似乎暴露于“良好”的细菌环境有助于在儿童中建立免疫系统。

在一个有趣的试点项目中,伦敦大学的研究人员已经开始研究如何在厨房中制作生物感受器。实际上,促进了已知对致病细菌具有抗性的细菌的生长。也许很快,我们可以在益生菌厨房吃我们的益生菌酸奶。

5、有胃的建筑物

大多数建筑物继续吸收材料和能源,同时,它们需要在工业规模上带走并处理相应的废物。但是新的研究表明,这种废物实际上可以成为建筑物的能源。一个名为Living Architecture的欧盟项目研究小组正在开发一种新的微生物燃料电池,它可以吸收生活垃圾并产生少量电力,作为探索建筑物中微生物处理能力的更广泛项目的一部分。

燃料电池集成在砖块中,砖块将成为建筑结构的一部分,就像它的胃一样。砖吸收废水,细菌将化学能转化为电能,因为废物被分解成电能。在这种情况下,您的厕所可以为您的手机充电。

生物建筑也有一个缺点:也就是说,它们不可避免地会死亡。但建筑物有一个生命周期。除了偶尔的旅游景点外,我们的大部分建筑都处于不断变化的状态。拆除建筑物是昂贵的,并且在它们达到使用寿命时会造成污染。想象一下,一座城市中的建筑物会轻易死亡并返回地球,形成下一代生长所需的食物。当然,这比智能家居更令人兴奋。

卓远科技专注于智能建筑的发展,兼顾智能医疗,智能管理,智能农业等领域,坚持“以人为本”的建设理念,注重智能化项目与城市的结合环境与人文,重点关注智慧城市的顶层规划。凭借多年在智慧城市领域的经验和优势,我们致力于为客户提供全方位的高品质专业服务,为建设智慧城市和建设迷人的中国做出贡献。

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