从一开始，历史上有创新精神的人就逐渐改进了建筑和建筑行业的消耗性技术和投入，以改变我们能够建造的东西和速度。从泥到砖，再到砖到混凝土的转变，或者从铅到钢，再到钢到塑料和其他现代制造的转变，展示了过去几百年来建筑供应和材料领域创新的迭代过程。用更多人造纤维取代木材是建筑供应创新的一个例子，它确保了全球建筑增长的更大可持续性，并减少了砍伐森林和消耗宝贵资源的需求。事实上，全球建筑消耗了每年从地球掠夺的50%以上的自然资源。在这个可持续发展和气候变化的时代，许多投资和资源都被用于开发更可持续的建筑材料。
减少建筑对环境的影响，增加可用的产品数量，以满足中国和印度等日益增长的世界强国的全球建筑需求，这并非易事，但如果人类要继续像今天这样发展地球和城市，甚至以更快的速度跟上人口增长，这是一个至关重要的追求。可持续发展显然是这一努力的核心，因为开发更坚固、更轻、更安全、使用更少电力或能源的材料，为人类居民提供热量或舒适。
- 自愈混凝土
- 光伏薄膜
- Robo-Exoskeleton
- Hydroceramics
- 照明水泥
- 羊毛砖
- CABKOMA绞线棒
- 呼吸砖
- 三维石墨烯
- 半透明的木头
1.自愈混凝土:克服混凝土的关键缺陷(以一种超级令人不安的方式)
这里有一个数据会让你大吃一惊——中国在过去三年里在建筑中使用的混凝土比美国在上个世纪消耗的还多。混凝土仍然是建筑中最受欢迎和最丰富的消耗品，但它有一个目前无法克服的缺陷——在压力和高温下容易开裂。许多全球创新者正在通过一系列聪明的方法来解决混凝土开裂的问题，包括将混凝土与活孢子和细菌结合起来。这种细菌是假芽孢杆菌(Bacillus pseudofirmus)或巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)，在湖泊和火山附近发现，在没有氧气或食物的情况下能够存活200年，这意味着你可以将它与混凝土混合，它可以在建筑物的墙壁内休眠。这些细菌与水接触时会被激活，当它们与乳酸钙结合作为食物来源时，它们会产生石灰石，堵塞裂缝(这是多么令人难以置信的不安，令人毛骨悚然的同时也是美妙的)。所以，混凝土出现裂缝，混凝土变湿，裂缝被石灰石填满，裂缝自己闭合。的可能性!他们甚至研究出了将这种细菌和乳酸钙的混合物喷洒到现有建筑物上的方法，但还没有开发出一种具有成本效益的模式(因为乳酸钙非常昂贵)。他们正在努力!
2.光伏薄膜:把你的建筑变成发电站(真的)
光伏薄膜是一种薄膜，它覆盖在建筑物的每一个可用的设施上，将其变成一个巨大的太阳能电池板。这种薄膜只有1毫米厚，可以安装在建筑物的混凝土板上，可以使传统太阳能屋顶的太阳能产量增加一倍，使任何建筑物都成为完全自给自足的发电厂(字面上和比喻上)。我们不知道这部电影是否有资格像澳大利亚的太阳能电池板那样获得政府资助(但我怀疑，如果你正在考虑用这种超级昂贵的东西覆盖你的房子，你就不需要申请政府资助了)。随着越来越多的研究人员将他们的脑力转向所有建筑物的传导能力，作为替代能源的产生来源，请关注这个领域。
3.机器人外骨骼:举起90公斤没有咕哝
现在真的没有理由再多了建筑行业不雇佣女性因为我们可以穿上机器人服，让我们变得更强壮!硅谷一家名为Sarcos Robotics的公司的一些天才开发了一种机器人外骨骼设备，它可以包裹在你的身体上，让你举起200磅(90公斤)而不出汗(或背部)。它有8小时的电池续航时间，可以胜任一整天的提举和搬运工作(穿着你的超高亮度超级套装)。在澳大利亚的工地上，可能有少数胸部饱满的人可以在8小时的Chico Rolls驱动下毫不畏缩地举起那么多东西(但不一定不会造成长期的脊椎损伤)，所以不确定这套衣服是否会在澳大利亚找到天然的市场。此外，要注意你穿着黄色钢铁侠套装被无情嘲笑的可能性增加了，或者至少在工作中被孤立，因为你是一个“懦夫”。
4.水力陶瓷:比粉红蝙蝠好多了
西班牙一些非常聪明的学生发明了一种新型砖，它是由粘土和水凝胶(水凝胶是一种化学物质，可吸收高达自身重量500倍的水)制成的。在炎热的天气里，吸收的水被释放出来，能够将建筑物内的温度降低6摄氏度。该项目的科学家声称，这些砖将使建筑像一个活的有机体一样，能够适应周围的环境，尤其是周围的天气和温度。我认为这有点丰富，但作为汤斯维尔人，我对建筑材料完全开放，这些材料可以让炎热地区的生活更容易忍受(而且出汗少得多)。我相信在非洲和中东有很多人都同意我的观点。把空调砖拿来!
5.照明水泥:不再有路灯
一个来自墨西哥莫雷利亚的名叫何塞的家伙，有一天会成为亿万富翁(如果他记得提交专利申请的话)，因为他开发了一种水泥，这种水泥可以在白天吸收光线，在晚上辐射光线。照明水泥将使道路、跑道和其他平坦混凝土表面的建筑商节省照明和反光产品的资金——尤其是在道路建设上的应用令人难以置信。这甚至可能意味着不起眼的路灯有一天会灭绝(这将为地球节省大量的电力)。甚至可以想象，人们将能够用房屋建筑中的材料建造游泳池和人行道(如果休·海夫纳还活着，他会对一个自发照明的泳池洞穴特别满意)。
6.羊毛砖:绵羊和研究人员联合起来
西班牙研究人员的另一项创新是与一种不太可能的伙伴——友好温和的绵羊合作。每年大约有90 - 100亿块砖被制造出来，这一过程产生了大量的碳足迹，尤其是因为砖坯的烧制使其具有强度。砖制造业是仅次于汽车排放(碳和硫)的第二大地球污染源。因此，全球都在大力推动提高砖生产和材料的可持续性。
羊毛砖是在普通粘土材料中加入羊毛纤维和“海藻酸盐”砾石制成的，海藻酸盐是从海藻细胞壁中提取的天然聚合物。然后自然干燥(而不是在窑中烘烤)，结果是砖不会开裂或翘曲。人们普遍认为，这种砖比未经烧制的稳定土砖更坚固，而且由当地绵羊的羊毛制成，可以被官方评为“零碳”产品。不确定绵羊是否认为这是个好主意，但作为一个更愿意生活在污染少得多的星球上的人类，我认为这是大规模可持续建筑材料的一大步。
7.CABKOMA绞线棒:抗震加固的未来
这种棒是一种热塑性碳纤维复合材料棒，可以在地震中保护建筑物。它们本质上是一堆碳纤维面条，在高强度下拉伸并固定在地面上，以帮助建筑物抵御地震的冲击。这些金属丝帮助建筑物抵抗大地震的晃动，使建筑物免于破裂或倒塌。这种电缆很细，不像钢索那样碍眼，钢索被用在对地震特别敏感的建筑物上(比如建在地震板块活动附近的核电站里的建筑物)。
8.呼吸砖:不再需要树
树木一直是地球上空气的重要过滤器，通过光合作用将二氧化碳转化为氧气。美国加州理工大学的研究人员开发了一种“呼吸砖”，它被设计成建筑物通风系统的一部分，建造在外部(内部由一排普通砖绝缘)。它有一个旋风过滤系统(在吸尘器和我的新戴森吹风机中很常见)，能够从空气中去除重污染物颗粒，并将它们放入墙底的料斗中。这些新鲜空气可以被输送到建筑内部，或者经过过滤后被推回到大气中。早期测试表明，它可以过滤约30%的细颗粒(如空气污染物)，当然也可以过滤100%的颗粒(如灰尘)。不幸的是，你会越来越多地与你的母亲或建筑公司争论谁必须定期清洁和倾倒跳墙者，但我宁愿有这些争论，而不是肺癌。
9.3D石墨烯:大自然的折纸
石墨烯是碳的晶体同素异形体，只能在二维空间中产生(即只有1个原子宽)。你尖叫什么!好吧，让我为房间里的假人(包括我自己)简化一下——如果石墨烯被一层一层地包装，它就变成了“石墨”。是的，它确实是一种大脑弯曲和碳弯曲，但世界各地的研究人员一直痴迷于他们可能把石墨烯变成什么——尤其是它在3D打印中的应用。首次将石墨烯打印成3D形状的尝试产生的结构比预期的要弱，但麻省理工学院、弗吉尼亚理工学院和劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员一直在合作，将石墨烯打印成一种奇怪的dna风格的3D形状，其强度是钢的10倍。他们已经能够打印3D石墨烯气凝胶和泡沫——这让研究人员感到，我们离用石墨烯打印任何设备和任何结构已经不远了——这将比当今建筑中使用的所有材料更轻、更安全、更坚固、更节能。
10.半透明的木头:用木头做成的窗户
如果你已经找到了一种方法，可以让木头变得透明，而且强度比玻璃高很多倍，那么你可能会保持沉默。这就是一群研究人员和专利所有者所做的，他们想出了一种方法，让木材变得半透明，而且非常坚固，可以用作窗户和其他无数的应用。它涉及漂白剂、环氧树脂、碱液和木材作为输入，将一块薄木头变成半透明需要大约10分钟，而将一整根原木变成半透明需要大约24小时。这一过程还将木材变成了高效的光扩散器——它能持续地发散光线，不受太阳的影响——这就有可能照亮一个阳光很少的房间，同时也能以更好的方式隔离建筑。这可能意味着要制造完全防碎的窗户(对于那些在童年时代把足球踢穿窗户的人来说，这是一种解脱)。
