nye materialer

Materialernes tidsalder

Vores tidsaldre er blevet opkaldt efter de materialer, vi har brugt: sten, bronze, jern - og i dag eksempelvis silicium. Verden er imidlertid ikke længere domineret af kun ét materiale, men af mange forskellige materialer og de kombinationer, de giver.

Fremtidens materialer er allerede en realitet. De findes i mange af de produkter, vi bruger i vores hverdag. Lige fra selvrensende facader til energidynamiske og biologisk nedbrydelige byggekomponenter.

Tidligere var materialer noget, man brugte til at designe med. I dag er materialer blevet deciderede designobjekter, der kan designes til at imødekomme specifikke krav og ønsker til bæredygtighed, funktionalitet, styrke, holdbarhed og æstetik.

Man er nu i stand til at efterligne strukturer i mikroskala og kan styre kemiske processer i langt højere grad, end tilfældet var for bare ti år tilbage. Denne evne til at designe strukturer og bindinger giver mulighed for at designe materialer i mikroskala.

I yderste konsekvens er det periodiske system vores byggeklodser. Spørgsmålet er ikke, hvilket materiale man vil vælge, men hvilke egenskaber der er ønskelige til den specifikke opgave.

Mod en bæredygtig fremtid

Nye materialer kan hjælpe os med at finde svar på mange af de udfordringer, vi står overfor i udviklingen af en grøn arkitektur. Materialer kan for eksempel opsamle og frigive energi, bygninger kan rense luft for forurening og smog og derved skabe et bedre klima.

Materialer vælges ikke kun på baggrund af statiske og æstetiske behov, men vurderes ud fra en livscyklus betragtning, hvor produktion, fragt, levetid og nedbrydelighed er nøgleparametre.

Netop på disse punkter indgår arkitektur i en større diskussion, der handler om, hvilken betydning vores byggerier har for miljøet.

Nanoteknologi

Nanoteknologi er materialedesign så småt, at selve materialiteten forsvinder og kun egenskaben står tilbage – materiale uden materialitet.

Nanoteknologien gør det muligt for byggeindustrien at udvikle materialer med forstærkede eller helt nye egenskaber. Det er nu muligt at designe, karakterisere, producere og applikere strukturer ved at kontrollere form og størrelse i nanometrisk skala enten bottom-up eller top-down.

Det er en interdisciplinær videnskab. Et krydsfelt, hvorfra et nyt vidensfelt om den molekylære verden opstår. En blanding af medicinal- og materialeforskning krydret med mekanisk og elektrisk ingeniørkunst. Det er i feltet mellem disse forskellige videnskaber, at nanoteknologi udspiller sig.

Kompositter

I sin enkleste form består et kompositmateriale af to komponenter, der sammen har stærkere egenskaber, end det enkelte komponent har i sig selv.

Udviklingen af polymere kompositter var et gennembrud for materialedesign. Fra at være bundet til et materiales givne egenskaber kunne man pludselig opnå specifikke egenskaber.

Dette giver avancerede kompositter en række egenskaber, der er svære, og i nogle tilfælde umulige at matche med traditionelle materialer som stål, aluminium og træ.

På grund af deres lave densitet, høje styrke og store plasticitet bliver kompositter i dag primært brugt i bil- båd- og flyproduktion samt i andre letvægtsapplikationer. Men kompositter har på grund af deres plasticitet, holdbarhed og lave varmeledningsevne et stort potentiale til at realisere nye formsprog.

Smarte materialer

Smarte materialer kaldes også for intelligente eller responsive materialer, fordi de reagerer på deres omgivelser. De kan ændre egenskaber ved skift i temperatur, luftfugtighed, syreværdi, elektricitet eller magnetisme.

Et eksempel på et egenskabsændrende materiale er termokromatiske materialer, der ændrer farve og transparens ved skiftende temperaturer. Det bliver blandt andet anvendt i selvregulerende bilruder. Andre materialer har formhukommelse og evnen til at opsamle energi fra deres omgivelser.

Udvikling af responderende og intelligente materialer foregår i brancher som medicinal-, rum og forsvarsindustrien.