在技術發展如此快速的時代，各種新穎的建築材料正在興起，而所有新型建材幾乎都具有輕質、高強度、保溫、節能、節土、裝飾等優良特性。

很顯然，采用新型建材不但使房屋功能大大改善，還可以使建築物内外更具現代氣息，滿足人們的審美要求;有的新型建材可以顯著減輕建築物自重，為推廣輕型建築結構創造了條件，推動了建築施工技術現代化，大大加快了建房速度。現如今，新型材料的發展已經形成必不可擋的趨勢。

雖然科技有時會威脅到環境保護和生态公平，但有時，它也能緩解來自環境的危機。越來越多的國内外的材料工程師和設計師專注于研究自然和科技的關系，以開發更具可持續性的建築材料。

随着科技持續發展，

建築的未來會是什麼樣子？

大膽暢想，未來可期。

下面列出的10項建築創新，

不久的将來或将改變整個建築環境。

1、石墨烯氣凝膠

由中國浙江大學的研究人員研究開發而成的石墨烯氣凝膠，目前已知它是地球上最低密度的物質之一，是一種泡沫狀固體材料，盡管幾乎輕如空氣卻保有固定形狀。有的氣凝膠的密度隻有空氣的3倍，但通常氣凝膠是空氣的15倍重。

你可能會認為凝膠是如發膠一般濕濕的物質。實際上氣凝膠是通過排除凝膠中的液體制得的。除去90%到99%的空氣以外，剩下的隻是二氧化矽結構。氣凝膠幾乎沒有重量，但是可以拉長成薄片氣凝膠織物。在建設項目中，氣凝膠織物具有“超強隔熱”的特性，其多孔結構使熱量很難通過。測試表明氣凝膠織物的隔熱能力是傳統玻璃纖維或泡沫絕緣材料的2到4倍。一旦價格适中，它就可以廣泛應用于建築。

2、綠色木炭

目前廣泛應用于建築的混凝土面臨着許多技術挑戰。例如，傳統的鋼筋容易生鏽，導緻整個複合材料的強度等性能下降；另外，混凝土也很難回收，幾乎為一次性材料。印度設計與創新學院的Meenal Sutaria和Shreyas More設計了一種替代複合材料，由多孔碳、絲瓜絡纖維、肥土、水泥和包裹在其中的空氣組成。選擇的每種材料都有自己的優勢：多孔碳質量輕，同時可吸附空氣污染物；有機絲瓜絡增強複合材料韌性；而土壤則起到彈性粘合劑和保持穩定pH值的作用。雖然這種材料仍處于原型研發階段，但在可生物降解的景觀牆中具有廣泛的潛在适用性。

3、納米材料

納米技術正在推動材料科學，它突破了曾經看起來不可能的限制。TRY2004金字塔超級城市概念曾為東京發展做出了很大的幫助，但由于該項目的難度，它隻能在碳納米管的幫助下完成。

當與高強度混凝土結合使用時，碳納米管（CNT）等納米材料會産生一種伸縮性強的材質，使得建築不再需要鋼筋，因此加快了施工進程。還有更多的可能性，其他發展包括超輕型（超強）材料以及另一種自修複混凝土。

4、可編程水泥

混凝土生産是溫室氣體排放的罪魁禍首之一。為了進一步改進混泥土材料，美國萊斯大學的研究人員将目光投向了納米級領域，他們研究了矽酸鈣水合物(C-S-H)水泥如何結晶，并用它來合成具有特定形狀的C-S-H顆粒。研究人員将它們變成立方體，矩形、棱柱、樹突狀、核殼和菱形，這樣的形狀能夠讓它們更密集地放在一起。團隊能夠通過調整原始種子的濃度、溫度和生成過程的持續時間來控制這些最終顆粒的數量、大小和形狀。然後将該信息映射成可以與制造商和建造者共享的統一形态圖，使他們設計具有特定期望屬性的混凝土。

“一個優點是，因為它變得更強硬，所以不需要太多就能達到以前的效果，”研究人員解釋說：“這是由于立方體顆粒的壓緊效果更好會産生更強的微觀結構；另一個優點是其更耐用，以及更少的孔隙率使得其隔絕了更多化學物質的進入，因此鋼筋内部不易受到破壞。”

5、自修複混凝土

混凝土是世界上使用最廣泛的建築材料。事實上，它是水之後地球上第二大消費品。混凝土有廉價和廣泛适應性等優點，但也容易開裂，在極熱和極冷環境下抗壓性能會惡化。

過去修複有裂縫的混凝土的唯一途徑就是修補它、加強它，或者把它敲下來從頭開始。但以後将不需再這樣了。美國羅德島大學的研究生和化學工程教授創建了一種新型“智能”混凝土，可以“智能”修複自身的裂縫。這是因為混凝土混合物中嵌入了微型水玻璃膠囊。當裂紋産生時，膠囊破裂并釋放一種凝膠狀愈合劑，變硬填補空隙，實現自我修複。

當然，這不是自修複混凝土的唯一修複方法。其他研究人員利用細菌或嵌入玻璃毛細管或聚合物微膠囊達到類似的效果。

延長混凝土的壽命能帶來巨大的環境效益。目前世界範圍内的混凝土生産占全球二氧化碳排放的5%。智能混凝土不僅會使我們的結構更安全，也可以減少溫室氣體的排放。

6、溫控反映瓷磚

這種溫控反映瓷磚，也是一種新技術，未來一定會得到廣泛的應用。它的妙處在于可以根據溫度的不同，變換不同的顔色。

這種溫控反映瓷磚，是一家名為移動顔色(Moving Color)的公司生産着一種玻璃裝飾瓷磚，瓷磚表面塗覆着一種熱緻變色染料，可以像“活着”一般随表面溫度發生變化。在室溫下，瓷磚是一個光滑的黑色，但當你接觸到瓷磚或者有光直射或溫水接觸時，瓷磚顔色就像北極光一樣轉變成彩虹般的藍色、綠色和粉紅色。

圖中的桌子上運用了溫控反映瓷磚，所以當熱的東西放在桌子上面時，桌面就會變色。

7、碳納米管

碳納米管是目前可制備出的具有最高比強度的材料，可以拉伸超過厚度的一百萬倍。

一納米(nm)隻有一米的十億分之一，這是微乎其微的小。一張紙的厚度是100000nm。人的指甲生長速度大約1nm每秒，即使人的DNA鍊也隻是2.5nm寬。這樣看來構造“納米”級的材料似乎是不可能的。但科學家和工程師通過使用電子束光刻技術等尖端技術，已經成功地創造出壁厚隻有1nm的碳納米管。

當大的粒子變小時，其表面積在不斷增加。這些碳納米管具有比地球上其它任何材料都高的比強度，可以拉伸超過厚度的一百萬倍。碳納米管的質量之輕和強度之高，使它們可以嵌入到其他金屬、混凝土、木材和玻璃等建築材料中來增加材料密度和抗拉強度。工程師們甚至嘗試在建築材料加入納米傳感器，這樣可以在材料破裂和開裂之前監測出來。

8、透明鋁材

透明鋁材可以需要更小的内部支撐來建造高聳的玻璃幕牆摩天大樓。

幾十年來，化學工程師夢寐以求地開發一種結合了金屬的強度和耐久性的與玻璃般透亮的材料。這種“透明金屬”可以以很小的内部支撐來建造高聳的玻璃幕牆摩天大樓。軍事建築可以安裝這種薄而透明的金屬窗戶經受起最高級的炮火攻擊。而早在1980年代，科學家們就開始試驗一種由鋁、氧和氮混合粉所形成的新型陶瓷。陶瓷經過熱處理和冷卻過程得到硬度很高的晶體材料。他們将混合鋁粉置于巨大的壓力之下，在2000℃(3632 F)高溫加熱數天，最後抛光生産出透明如玻璃一般又兼具鋁的強度的新材料。這種被認為是透明鋁材或者ALON的太空材料已經用于軍隊生産裝甲窗戶和光學透鏡。

9、二氧化碳建築

沒錯，你沒聽錯，就是二氧化碳建築，乍一聽，吓人一跳，怎麼也沒法把二氧化碳和建築聯系到一起。但其實這也是一種新技術。

究竟是怎麼回事呢？原來最近美國麻省理工學院的一組研究人員成功的利用轉基因酵母将二氧化碳氣體轉化為了固體碳基建築材料。這科學家們說啊，每年全球約有300億公噸的二氧化碳被排到大氣中，非常的污染環境，他們用滿滿一燒杯的轉基因酵母就可以利用隻有1磅(0.5公斤)的二氧化碳産生出2磅(1公斤)的固體碳酸鹽。這樣一來可以很大程度上減少環境污染。

用這樣的固體碳基材料建成的二氧化碳建築還真是讓人期待啊！

10、機器人群體建築

自然界最巧妙的建築者之一是不起眼的白蟻。它用隻有沙子一般大小的大腦，與成千上萬的“同胞們”一起工作建立起龐大複雜的泥巴結構。白蟻現象引起了美國哈佛大學機器人研究人員的注意，因為這種昆蟲并不是聽取來自蟻穴中央的命令，每個白蟻隻是根據基因程序規定的行為工作。

受白蟻啟發，哈佛大學自組織系統研究小組的研究人員組建了小型建築機器人群體進行工作。四輪機器人可以在空地上通過搬磚、爬牆和鋪磚砌出磚牆。它們有傳感器來檢測其他機器人的存在并按規則彼此互不幹擾地工作。就像白蟻一般，沒有人“控制”它們，但它們按照程序齊心協力把設計變成現實。

想象一下這樣的應用場景：成群的機器人沿着淹沒海岸線建造堤壩牆；成千上萬的微型機器人在火星上建造空間站，或者深海海底天然氣管道被海裡成群遊蕩的機器人組裝完成……

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