Nanomaterialer klar til stor indflydelse i byggeriet

Nanomaterialer er klar til udbredt brug i byggebranchen, hvor de kan tilbyde betydelige fordele til en række anvendelser lige fra fremstilling af mere holdbar beton til selvrensende vinduer. Men udbredt brug i byggematerialer medfører potentielle miljø- og sundhedsrisici, når disse materialer smides ud. Det er konklusionerne af en ny undersøgelse offentliggjort af Rice University ingeniørforskere i denne måned ACS Nano .

"Fordelene ved at bruge nanomaterialer i byggeriet er enorme, " sagde undersøgelsens medforfatter Pedro Alvarez, Rice's George R. Brown Professor og formand for Institut for Civil- og Miljøteknik. "Når man tænker på, at 41 procent af al energiforbrug i USA forbruges af kommercielle bygninger og boliger, alene de potentielle fordele ved energibesparende materialer er enorme.

"Men der er også rimelige bekymringer om utilsigtede konsekvenser, "Alvarez sagde. "Tiden for ansvarlig livscykluskonstruktion af menneskeskabte nanomaterialer i byggeindustrien er nu, før de introduceres i miljørelevante koncentrationer."

Alvarez og medforfatterne Jaesang Lee, en postdoc forsker ved Rice, og Shaily Mahendra, nu assisterende professor ved University of California, Los Angeles, Bemærk, at nanomaterialer sandsynligvis vil have en større indflydelse på byggeindustrien end nogen anden sektor i økonomien, efter biomedicinske og elektroniske applikationer. De citerer snesevis af potentielle applikationer. For eksempel, nanomaterialer kan styrke både stål og beton, undgå at snavs klæber til vinduer, dræbe bakterier på hospitalets vægge, gør materialer brandsikre, drastisk forbedre effektiviteten af ​​solpaneler, øge effektiviteten af ​​indendørs belysning og endda tillade broer og bygninger at "føle" revnerne, korrosion og stress, der i sidste ende vil forårsage strukturelle fejl.

Ved udarbejdelsen af ​​rapporten, Lee, Mahendra og Alvarez analyserede mere end 140 videnskabelige artikler om fordele og risici ved nanomaterialer. Ud over de utallige fordele for byggebranchen, de identificerede også potentielle negative sundheds- og miljøeffekter. I nogle tilfælde, netop de egenskaber, der gør nanomaterialerne anvendelige, kan give potentielle problemer, hvis materialet ikke bortskaffes korrekt. For eksempel, titaniumdioxid-partikler, der udsættes for ultraviolet lys, kan generere molekyler kaldet "reaktive oxygenarter", der forhindrer bakteriefilm i at dannes på vinduer eller solpaneler. Den samme egenskab kan bringe gavnlige bakterier i miljøet i fare.

"Der er måder at konstruere materialer på på forhånd for at gøre dem miljøvenlige, " sagde Alvarez. "Der er også metoder, der giver os mulighed for at overveje hele livscyklussen af ​​et produkt og sikre, at det kan genbruges eller genbruges i stedet for at smides ud. Nøglen er at forstå de specifikke risici og implikationer af produktet, før det bliver brugt bredt."