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¿Está la nanotecnología cambiando el rostro de la industria de la construcción?

¿Está la nanotecnología cambiando el rostro de la industria de la construcción?
Contenido
  1. Materiales de construcción de nanotecnología
  2. Nanopartículas aún más inteligentes
  3. El futuro de la nanotecnología y la construcción
  4. Nota del autor

Materiales de construcción de nanotecnología

Para un ejemplo de la vida real (perdón por el juego de palabras) de la nanotecnología en acción, tome el dióxido de titanio (TiO2). Es un pigmento blanco que se ha utilizado durante mucho tiempo en cementos y pinturas para vidrio para diversos fines, lo que califica su uso como nanotecnología. El TiO2 absorbe los rayos ultravioleta, manteniendo el concreto limpio y blanco. El TiO2 también bloquea y descompone las partículas en el aire, incluidas las partículas que constituyen la contaminación, por lo que mezclarlo con asfalto significa que la carretera en sí ayuda a limpiar el medio ambiente. El TiO2 también se usa en una variedad de productos de construcción de viviendas para ayudar a mantener las cosas estériles cuando se consumen bacterias. También se puede utilizar para crear vidrio defogable y autolimpiante, gracias a un nano-efecto en el que la absorción de la luz ultravioleta hace que el vidrio sea atractivo para el agua: la humedad se acumula, cubre y se desliza, eliminando la suciedad y dejando un sólido y sólido. superficie limpia superficie detrás.

Otros tipos de nanopartículas, que son partículas que mezclamos con otros materiales, o que usamos por nuestra cuenta, y que se definen como de menos de 200 nanómetros en al menos una dimensión, incluyen los nanotubos de carbono, que son estructuras autoensambladas que Utilice propiedades únicas de cristalización de carbono para formar materiales increíblemente fuertes. Descubiertos por primera vez en Rusia en 1952 e ignorados hasta la década de 1990, los nanotubos de carbono tienen una densidad de una sexta parte de la del acero, pero pueden ser de ocho a 100 veces más fuertes. [source: Kurzweil].

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Nanopartículas aún más inteligentes

Una de las esperanzas de los investigadores en nanotecnología es desarrollar materiales de construcción que hagan que las carreteras del futuro se reparen a sí mismas. ¡No más agujeros!

© iStockphoto / Thinkstock

Otro subconjunto de nanopartículas, llamadas puntos cuánticos, combina el diminuto poder cuántico de la nanotecnología con la capacidad de conducir electricidad. La miríada de aplicaciones potenciales para estos pequeños es casi inimaginable, pero las primeras aplicaciones incluyen “agregados inteligentes”, un tipo de concreto para carreteras que realmente puede señalar dónde se está debilitando o rompiendo. Al analizar el campo eléctrico de bajo nivel de una estructura, como una carretera, incrustada en estos pequeños elementos, es posible obtener una lectura de su estado; recuerda a una pantalla de calculadora anticuada. Debido a que las nanopartículas se alinean naturalmente entre sí en función de sus propiedades químicas y termodinámicas, los científicos pueden manipular estas propiedades para crear carreteras o edificios hechos de agregados inteligentes y autorreparables.

O existe la nano-sílice, un silicato artificial (SiO2, un material de construcción clásico) que, mezclado con el hormigón, aprovecha la atracción cuántica entre sus partículas para aumentar la resistencia de tres a seis veces sin aumentar la densidad del cemento. Es como una red de energía cuántica, que mantiene todo conectado. El SiO2 también es un ingrediente o recubrimiento útil para vidrio u hormigón que debería ser retardante de llama: cuando se calienta, realinea sus partículas en una estructura retardante de llama mucho más rígida.

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El futuro de la nanotecnología y la construcción

Debido a que muchas partículas de nanotecnología se alinean naturalmente de una manera que parece autoensamblarse, y debido a que estas partículas están hechas de los mismos ingredientes básicos que los materiales que refuerzan, estos aditivos aparentemente futuristas pueden eliminar mucha energía. costos ambientales de la creación de productos industriales. Gran parte del impacto ambiental de la fabricación de hormigón, por ejemplo, implica triturar rocas grandes en tamaños más pequeños y medidos con precisión para diferentes trabajos. Pero cuando comienza con partículas diminutas que aumentan la resistencia sin agregar densidad, elimina gran parte de la energía y el tiempo perdido, lo que significa que las plantas de concreto pueden hacer un trabajo más inteligente y limpio.

Y dado que muchos de estos materiales son más duraderos después de su lanzamiento en todo el mundo, algunos incluso ayudan a revertir el daño causado por la contaminación, contribuyen a la durabilidad incluso después de su venta y uso en sitios de construcción. Como los efectos cuánticos de muchos de estos materiales han sido estudiados y bien documentados, y como se han utilizado y mejorado de forma segura desde la década de 1990, los científicos pueden calibrar más perfectamente los mejores usos y mezclas de materiales manipulados con nanotecnología. proceso de construcción más ecológico.

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Pero la construcción es, después de todo, una de las profesiones más antiguas y trabaja con los materiales más atemporales disponibles, piedra y madera, con un éxito constante. Muy poca parte de la industria de la construcción mundial está involucrada en la investigación y el desarrollo de la nanotecnología. Después de todo, la construcción es necesaria en todas partes y han hecho un buen trabajo desde el comienzo de la civilización humana con lo que tienen.

Como ocurre con cualquier desarrollo de la industria verde o cambiante, el uso de la nanotecnología es una carrera lenta pero constante. Pero es probable que el cambio se acelere con el tiempo, y con el impulso hacia estrategias de construcción globales más baratas y ecológicas, es muy probable que veamos que la nanotecnología incrustada en los edificios “se expanda considerablemente en la próxima década”.

Sin embargo, no se sorprenda si, en su próxima visita al centro de construcción, ve algunas de estas aplicaciones utilizadas en productos que pensaba que ya conocía. El futuro no viene en una caja colorida con la etiqueta L’AVENIR. Aparece después de ser probado en el mercado, diseñado, renombrado y diseñado para parecerse al mundo que ya conocemos, pero eso no lo hace menos emocionante.

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La nanotecnología se ocupa de materiales y máquinas a una escala increíblemente pequeña.  Para obtener más información sobre la nanotecnología, vea este video HowStuffWorks.

La nanotecnología se ocupa de materiales y máquinas a una escala increíblemente pequeña. Para obtener más información sobre la nanotecnología, vea este video HowStuffWorks.

Comentario de StuffWorks

Cuando escuchas la palabra “nanotecnología”, ¿qué piensas? ¿Pequeños robots que parecen insectos? ¿Un mundo invadido por pegamento gris? ¿Visiones futuristas de creaciones microscópicas que nadan en su torrente sanguíneo en busca de infecciones? Si bien la mayoría de nosotros hemos oído hablar de la pequeña ciencia de la nanotecnología, no siempre está claro de qué se tratan todas estas pequeñas cosas.

Lo primero que confunde a la nanotecnología es que no es una escuela de ciencias privada. Se refiere a una de las ciencias cuando se realiza en una determinada escala. En la práctica, el prefijo “nano” se refiere a una dimensión material para la cual las leyes regulares de la física colapsan y los efectos cuánticos (o nanoefectos) se hacen cargo: la gravedad es menos importante y la energía electromagnética funciona. de otra forma.

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Si suena loco, piénselo de esta manera: un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro, y los efectos de la gravedad y el electromagnetismo se vuelven relativamente insignificantes cuando se trata de algo menos de cien nanómetros. En esta escala, las diferencias con el mundo que conocemos son tan drásticas que resultan casi inimaginables.

La nanotecnología se aplica ahora a los materiales de construcción. Es una ciencia relativamente nueva, pero ya está teniendo un impacto en la producción de los materiales de construcción con los que está familiarizado: vidrio, acero, hormigón, revestimientos e incluso madera. La mezcla de partículas de nanotecnología con estos materiales produce una serie de efectos beneficiosos.

Ya sea que se trate de producir hormigón y vidrio ignífugos, fortalecer la madera y el acero a densidades mucho más bajas, e incluso autolimpiando nuestro vidrio y hormigón, la nanotecnología nos está ayudando a construir un mundo mejor, más seguro, más limpio y más eficiente.

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