Выберите ваш город
Или укажите в поле
Главная Новости и события Новости компании Будем строить в четвертом измерении?

Будем строить в четвертом измерении?

29 Апреля 2014
Будем строить в четвертом измерении?

Еще совсем недавно объемная печать на 3D-принтерах всего и вся, от строительных материалов до протезов конечностей, казалась чем-то полуфантастическим. И мы с упоением рассказывали о том, как ученые разработали метод печати на таком принтере сложных деталей, возводимых зданий, сообщает строительство.ru.

 

Но вот уже на повестке дня не 3D, а 4D-печать. Иначе говоря, печать в четырех измерениях! Такое возможно? И откуда в нашем трехмерном мире взялось четвертое измерение (фантастические романы — не в счет)?

 

И полоска превращается… в элегантный куб

 

Не будем томить: четвертым измерением стало время. Точнее, свойство произведенного принтером материала изменяться, «мутировать» с течением времени под воздействием воды, воздуха, изменения температуры и т.д. Но… не абы как, а в определенном порядке и с определенной целью, заложенными в этот процесс создателями материала. Такой целью, например, может быть «самосборка» этого материала в какую-либо конструкцию.

Активные исследования в этом направлении ведет команда из Массачусетского технологического института во главе со Скайларом Тиббитсом (Skylar Tibbits) — профессиональным архитектором, дизайнером и программистом в одном лице. Кстати, именно он и является автором термина «4D-печать».

На одной из научных конференций Тиббитс продемонстрировал эту технологию, показав, как полоска особого материала, помещенная в воду, сама «собрала» себя и превратилась в куб. Понятно, что тут не обошлось без современных нанотехнологий. Однако то, что это уже существует на практике, а не в фантазиях ученых — факт. И очень многообещающий. Не случайно эти ребята из «массачусетской технологички» тесно работают с компанией Autodesk над созданием программного обеспечения для программирования 4D-печатных систем. Вообще же компания Autodesk играет весьма важную роль в этих процессах: она предоставляет дизайнерский инструментарий для работы в наномасштабе. Итак, что же может 4D-печать предложить архитектору, дизайнеру и строителю?

 

Труба с перистальтикой

 

Архитектор на той самой конференции привел в качестве примера работу, которую массачусетский институт в настоящее время выполняет с расположенной в Бостоне специализированной консалтинго-инжиниринговой фирмой Geosyntec. Вместе они разрабатывают то, что Тиббитс называет «новой парадигмой для трубопроводов». Он предложил слушателям представить себе водопроводные трубы, запрограммированные расширяться или сужаться для того, чтобы по необходимости изменять емкость или расход воды. А то и вовсе — волнистыми, работающими, словно кишечник по принципу мышечной перистальтики. В таких трубах вода будет двигаться безо всяких насосов и клапанов, в соответствии с потребностью в данный момент. Представили? Возможно, теперь урчать у вас будет не только в животе, но и в стояке… Но это еще не все.

 

Выращиваем… кирпич!

 

Производство кирпича или бетона — удовольствие весьма энергоемкое: первый нужно обжигать, второй — прогревать, пропаривать. Да и окружающей среде такие воздействия ничего хорошего не добавляют. А вот выращивать кирпич или бетонные блоки вместо того, чтобы тратить кучу энергии, — заманчиво. А теперь и вполне осуществимо.

Технология «БиоКаменщик» (BioMason) недавно получила награду за инновации. Она позволяет создавать блоки с помощью особых бактериальных продуктов, которые связывают частицы песка, образуя настолько прочную матрицу, что такие «кирпичи» можно использовать в строительстве.

Делается это так. В пресс-форме песок чередующимися слоями смешивают с раствором бактерий, мочевины и хлорида кальция. В результате биохимических реакций минералы «прорастают» между слоями песка, который накрепко связывает их вместе в единый блок («кирпич»).

Хотя процесс еще нуждается в доработке и испытаниях в различных условиях (холод, например вызывает значительное замедление реакции), «выращивание» кирпича в лаборатории, в отличие от обжига в печи, дает шанс сократить ежегодные выбросы углекислого газа на сотни миллионов тонн. А про экономию топлива и говорить нечего.

Но мало того, что уже в скором времени мы сможем «выращивать» наши дома (и при этом заодно спасать экологию нашей планеты), эти дома, как утверждает массачусетская команда, смогут сами себя ремонтировать! И с помощью все тех же скромных невидимок-бактерий.

Для этого при изготовлении бетона в него нужно «встроить» глинистые частицы, содержащие «дремлющие» бактерии. Как только в бетонной конструкции появится трещина и начнет поступать вода, микробы активизируются, начнут размножаться, выделяя при этом карбонат кальция. А он заполнит трещину и предотвратит дальнейшее разрушение бетона.

 

«4D-самострой» — уже не фантастика

 

Похоже, не так уж и далек тот день, когда домостроительные комбинаты превратятся в «доморастительные», на смену ремонтным рабочим придут «ремонтные бациллы», а умные «трубы с перистальтикой» в стояках наших квартир с легким урчанием будут подавать нам холодную и горячую воду.

Однако и этим не исчерпываются возможности 4D-печати. С ее помощью можно строить подводные объекты, космические станции, когда их элементы, попав в нужное место в удобной для транспортировки форме, сами «соберутся» в ту или иную конструкцию без участия человека!

И, как бы ни трудно было себе все это представить, сказанное — не фантастика! По крайней мере верить в это позволяют работы ученых-энтузиастов из Массачусетского технологического института, которые они ведут в содружестве с софтверными и внедренческими компаниями.

Поделиться: