工程师和建筑师最期待的10大未来建筑技术（之一）

最早期的人类居所由太阳下烤干的泥和稻草做成的砖建造的。而最早用混凝土的是古罗马人，他们把石灰和火山岩混合建造出万神殿这样巍峨壮观的建筑。万神殿至今都有世界上最大的无筋混凝土圆顶。

在过去的几个世纪里，工程师和建筑师们一直革新材料采用如钢梁、抗震地基和玻璃幕墙等材料推陈出新构建出了更高、更牢固和更漂亮的作品。

但建筑技术的未来是什么?会有一天混凝土地基上的裂缝奇迹般地自我修复吗?加油站会被自充电的道路上奔跑的电动汽车取而代之吗?

接下来我们将列出在不久的将来会振奋人心的十项建筑创新，其中部分甚至已在今天有所应用。

Top 10 自修复混凝土

如果混凝土可以自我修复，市政将节省很大开支

混凝土是世界上最广泛使用的建筑材料。事实上，它是水之后地球上第二大消费品。试想一下我们每年有多少的混凝土住宅、办公楼、教堂和桥梁建成呀。混凝土有廉价和广泛适应性等优点，但也容易开裂，在极热和极冷环境下抗压性能会恶化。

过去修复有裂缝的混凝土的唯一途径就是修补它、加强它，或者把它敲下来从头开始。但以后将不需在这样了。2010年， 罗德岛大学的研究生和化学工程教授创建了一种新型“智能”混凝土，可以“智能”修复自身的裂缝。这是因为混凝土混合物中嵌入了微型水玻璃胶囊。当裂纹产生时，胶囊破裂并释放一种凝胶状愈合剂，变硬填补空隙，实现自我修复。

这不是自修复混凝土的唯一修复方法。其他研究人员利用细菌或嵌入玻璃毛细管或聚合物微胶囊达到类似的效果。然而， 罗得岛大学的研究人员认为他们的方法是最划算的。

延长混凝土的寿命能带来巨大的环境效益。目前世界范围内的混凝土生产占全球二氧化碳排放的5%。智能混凝土不仅会使我们的结构更安全，也可以减少温室气体的排放。

Top 9 碳纳米管

一纳米(nm)只有一米的十亿分之一，这是微乎其微的小。一张纸的厚度是100,000 nm。人的指甲的生长速度大约1 nm每秒。即使人的DNA链也只是2.5 nm宽。这样看来构造“纳米”级的材料似乎是不可能的。但科学家和工程师通过使用电子束光刻技术等尖端技术，已经成功的创造出壁厚只有1 nm的碳纳米管。

当大的粒子变小时，其比表面积在不断增加。这些碳纳米管具有比地球上其它任何材料都高的比强度，可以拉伸超过厚度的一百万倍。碳纳米管的质量之轻和强度之高，使它们可以嵌入到其他金属、混凝土、木材和玻璃等建筑材料中来增加材料密度和抗拉强度。工程师们甚至尝试在建筑材料加入纳米传感器，这样可以在材料破裂和开裂之前监测出来。

Top 8 透明铝材

透明铝材可以需要更小的内部支撑来建造高耸的玻璃幕墙摩天大楼。

几十年来，化学工程师梦寐以求一种结合了金属的强度和耐久性的与玻璃般透亮的材料。这样一种“透明金属”可以在内部支撑更少时来建造高耸的玻璃幕墙摩天大楼。军事建筑可以安装这种薄而透明的金属窗户经受起最高级的炮火的攻击。想象一下用这种材料建造出的巨大的水族馆会是一幅怎样的景象!

早在1980年代，科学家们就开始试验一种新型由铝、氧和氮混合粉体制得的陶瓷。陶瓷经过热处理和冷却的过程得到的硬度很高的晶体材料。他们将混合铝粉置于巨大的压力之下， 在2000 ℃(3632 F)高温加热数天，最后抛光生产出透明如玻璃一般又兼具铝的强度的新材料。这种被认为是透明铝材或者ALON的太空材料已经用于军队生产装甲窗户和光学透镜。

Top 7 透水混凝土

当暴风雨袭来，会有成片的雨水落下来，浇落到马路、便道和停车场上，冲刷起大地表面的碎屑和污染物，把汽油这些潜在危险化学品直接冲到下水道和溪流中。美国环境保护署(EPA)已经确认城市地区的雨水径流是水质污染主要来源。

自然有自己的方式，从雨水中过滤有毒物质。土壤是一个巨大的过滤器滤掉金属和其他无机物质。随着雨水的向下渗透穿过土壤层，微生物和植物根系吸收了过量的化学物质。了解这点后，工程师们创造出了一种新型的透水混凝土，它可以使雨水透过道路进入土壤，让大自然做它的过滤工作。

透水混凝土由较大颗粒的岩石和沙子组成，使道路中有15至35%的开放空隙。透水混凝土的石板铺设在砾石或其他多孔基材之上，这样雨水会流入下面的土壤中。透水混凝土是停车场上沥青的一个很好的替代品。它不仅可以显着减少径流，其浅颜调还可以反射阳光，在夏天保持凉爽。

Top 6 气凝胶隔热材料

如果米开朗基罗着名的大理石雕像大卫是由气凝胶构成的话，它将只有4磅(2公斤)!气凝胶是地球上最低密度的物质之一，是一种泡沫状固体材料，尽管几乎轻如空气确保有固定形状。有的气凝胶的密度只有空气的三倍，但通常气凝胶是空气的15倍重。

你可能会认为凝胶是如发胶一般湿湿的物质。实际上气凝胶是通过排除凝胶中的液体制得的。除去99%到90%的空气以外，剩下的只是二氧化硅结构。气凝胶是几乎没有重量，但是可以拉长成薄片气凝胶织物。在建设项目中，气凝胶织物具有“超强隔热”的特性。其多孔结构使热量很难通过。测试表明气凝胶织物的隔热能力是传统的玻璃纤维或泡沫绝缘材料的两到四倍。一旦价格适中，它就可以广泛应用于建筑。

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