Bê tông thông minh đa năng và siêu nhẹ có thể mang lại nhiều tiện ích trong công nghiệp xây dựng. Có thể bạn muốn biết thêm về cách bê tông này có thể điều chỉnh đặc tính cho các công trình khác nhau hoặc cách nó tự sản xuất điện?
Các nhà nghiên cứu ở Đại học Pittsburgh (Pitt) vừa phát triển ra một loại bê tông thông minh đa năng siêu nhẹ, có thể điều chỉnh đặc tính cho nhiều công trình khác nhau và đặc biệt là có thể tự sản xuất điện.
Siêu vật liệu mới này được cấu tạo từ mạng lưới polymer auxetic gia cố bên trong ma trận xi măng dẫn điện. Xi măng dẫn điện được củng cố bằng bột graphite, tạo thành điện cực. Một kích thích cơ học có thể dẫn tới điện khí hóa giữa các lớp. Loại bê tông mới này tuy không thể sản xuất đủ năng lượng để đưa vào lưới điện, nhưng có thể dùng để theo dõi thiệt hại bên trong công trình bê tông, ví dụ trong trường hợp động đất.
Các nhà nghiên cứu cho hay, việc sử dụng bê tông rộng rãi trong dự án cơ sở hạ tầng đòi hỏi phát triển một thế hệ vật liệu bê tông mới, tiết kiệm và bền vững về mặt môi trường, nhưng vẫn cung cấp những chức năng tiên tiến. Họ tin chắc rằng có thể đạt mọi mục tiêu trên bằng cách đưa siêu vật liệu vào phát triển vật liệu xây dựng. Bản thân siêu vật liệu có thể được tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu xây dựng, thay đổi độ linh hoạt, hình dáng và độ giòn. Trong các thử nghiệm, nó có thể nén tới 15% mà vẫn duy trì độ liền khối của kết cấu.
Dự án này tạo ra bê tông siêu vật liệu tổng hợp đầu tiên với độ nén siêu cao và khả năng sản xuất điện. Những hệ thống bê tông siêu nhẹ và dễ điều chỉnh cơ học như vậy có thể mở đường cho việc sử dụng bê tông trong nhiều ứng dụng đa dạng như vật liệu giảm xóc ở sân bay, giúp giảm tốc độ cho máy bay trên đường băng hoặc bộ cách ly địa chấn.
Các nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào việc phát triển bê tông đa năng, có khả năng dẫn điện và chứa các chip điện tử. Điều này có thể mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong cơ sở hạ tầng, bao gồm cung cấp điện cho xe tự lái và các công nghệ thông minh khác.
Tuy nhiên, để thực hiện được điều này trong thực tế, các nhà nghiên cứu sẽ cần tiến hành thử nghiệm trên quy mô lớn để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả của bê tông đa năng. Họ cũng sẽ phải tìm hiểu cách ngăn cách vật liệu bê tông và các chip điện tử, để tránh sự tương tác và hư hỏng.
Ngoài ra, một yếu tố quan trọng khác là đảm bảo an toàn và bảo mật của các thiết bị điện tử được tích hợp trong bê tông đa năng. Các nhà nghiên cứu sẽ cần thử nghiệm trên quy mô lớn và tìm hiểu làm thế nào để ngăn cách vật liệu với áp lực môi trường như độ ẩm, thời tiết ẩm ướt và biến động nhiệt độ.