Uuenduslikud ehituskemikaalid, mida tasub tulevikus jälgida, on peamiselt keskendunud rohelistele ja madala{0}süsihappegaasiheitega lahendustele, intelligentsele reageerimisvõimele, isetervenemisvõimele-ja multifunktsionaalsele integratsioonile. Tüüpilised materjalid hõlmavad süsinikku-siduvat tsementi, iseparanevat-betooni, nutikaid piesoelektrilisi materjale ja programmeeritavaid ehitusmaterjale. Need tehnoloogiad mitte ainult ei paranda hoonete jõudlust, vaid soodustavad ka tööstuse üleminekut jätkusuutlikkusele ja intelligentsusele.
1. Novacem Carbon-Sequestering Cement: alates "Emitting Carbon" kuni "Absorbing Carbon"
Traditsiooniline tsemendi tootmine on peamine süsinikuheite allikas; Novacem tsement kasutab aga toorainena magneesiumsilikaati. Kõvenemisprotsessi ajal suudab see neelata ligikaudu 50 kilogrammi CO₂ tonni kohta, saavutades seeläbi süsiniku neelamise efekti. Kuna see vastab tugevusstandarditele ja omab suurepärast tulekindlust, peetakse seda üheks peamiseks viisiks "süsinik-negatiivsete hoonete loomisel".
2. Iseseisev-betoon: automaatne pragude parandamine
Sisaldades manustatud mikrokapsleid või kasutades sisemisi pöörduvaid keemilisi sidemeid, võib see materjal pragude ilmnemisel automaatselt vabastada tervendavaid aineid või vallandada molekulide ümberkorraldusi, pikendades oluliselt konstruktsiooni eluiga.
Mikrokapsli{0}}põhine: praod lõhustavad kapslid, vabastades epoksüvaiku, mis kõveneb ja täidab tühimiku.
Sisemine: kasutab Diels{0}}Alder reaktsiooni, võimaldades autonoomset parandamist lihtsalt kuumuse abil.
Seda tehnoloogiat on juba kasutatud sillaehituses ja allmaaehitusprojektides, vähendades oluliselt hoolduskulusid.
3. Piesoelektrilised ja katalüütilised funktsionaalsed materjalid: hoonetest saavad "elusorganismid"
Uudsed multifunktsionaalsed materjalid annavad hoonetele energia kogumise ja keskkonna parandamise võimalused:
Piesoelektrilised materjalid (nt pliitsirkonaattitanaat) võivad muuta mehaanilise pinge elektrienergiaks, toimides samal ajal anduritena, et jälgida konstruktsiooni tervist.
Elektrokatalüütilised materjalid võivad hoone pinnal muuta CO₂ kasulikeks kemikaalideks-või jagada vee vesinikuks-, muutes välisseinad tõhusalt "õhupuhastiteks" või "energiatehasteks".
Tulevikus võivad terved hooned areneda intelligentseteks süsteemideks, mis integreerivad sujuvalt energiatootmise, anduri ja puhastusfunktsioone.
4. Faas-Energiasalvestusmaterjalide muutmine: hooned muutuvad hiiglaslikeks akudeks
Phase{0}}Muuda materjalid (PCM-id) neelavad või vabastavad soojusenergiat nende füüsikalise oleku muutumise kaudu; neid kasutatakse sisetemperatuuri reguleerimiseks ja kliimaseadmetega seotud energiatarbimise vähendamiseks. Lisaks saab elektrokeemilisi energiasalvestusmaterjale integreerida seintesse või põrandatesse, et salvestada päikeseenergiat, suurendades seeläbi hoonete energiavarustust.
5. Programmeeritav tsement ja tselluloos-tugevdatud materjalid: omaduste täpne juhtimine
USA Rice'i ülikooli poolt välja töötatud "programmeeritav tsement" saavutab suurepärase tugevuse ja madalama poorsuse, kontrollides täpselt selle kristalset morfoloogiat. Vahepeal on Hiina akadeemikute meeskond välja töötanud "tselluloosi-tsemendikomposiite", kasutades looduslikku tselluloosi, et suurendada vastupidavust, tasakaalustades samal ajal nii keskkonnasäästlikkust kui ka mehaanilist jõudlust.
Need materjalid tähistavad pöördelist nihet ehitusmaterjalide valdkonnas-, liikudes "empiirilise formuleerimise" ajastust "molekulaarse disaini" poole.
