Vývoj inovativních materiálů pro stavebnictví a průmysl se i díky technologiím zrychluje. Příkladem jsou recykláty, kompozity či chytré materiály

 

Široké využití umělé inteligence (AI), strojového učení (ML) a dalších moderních metod výrazně urychluje proces inovace a vývoje nových materiálů. Díky tomu se doba potřebná k uvedení nových materiálů ve stavebnictví, energetice, automobilovém průmyslu a další průmyslové výrobě a na trh zkrátila z několika desetiletí na pouhé roky.

Udržitelné materiály

V posledních letech se zvýšil zájem o udržitelnost napříč segmenty. Velké množství odpadu vznikajícího při výrobě a používání materiálů je motorem přísnější ekologické regulace. Firmy napříč různými odvětvími proto přehodnocují své výrobní postupy, aby snížily svůj dopad na životní prostředí s cílem snížit uhlíkovou stopu.

Nové materiály, jako je recyklovaný beton, dřevěné kompozity a materiály s nízkou uhlíkovou stopou, se stávají stále populárnějšími. Dalším příkladem je indický startup MYNUSCo, který vyvinul biologicky rozložitelné a recyklovatelné sloučeniny vyráběné z obnovitelných zdrojů a zemědělského odpadu. Jeho produkty nacházejí využití v automobilovém průmyslu, logistice nebo obalovém segmentu.

 

Inovativní beton

Velmi populární je vývoj nových druhů betonu, jako je transparentní beton, samočisticí beton nebo beton s lehkými agregáty, které přinášejí nové možnosti pro design a funkčnost staveb.

 

Transparentní beton, který je známý také jako světelný beton nebo luminescentní beton, je speciální druh betonu, který umožňuje průchod světla skrz materiál. Tento inovativní materiál se používá především pro architektonické a designové účely, kde je požadována průhlednost a propustnost světla. Vyroben je tak, že se do směsi betonu přidávají optická vlákna z plastu nebo skla. Tato vlákna jsou rozmístěna ve směsi betonu tak, aby umožňovala průchod světla. Výsledný materiál je pevný, odolný a má schopnost propouštět světlo. Beton s lehkými agregáty je betonová směs, do které jsou přidány lehké materiály jako plniva nebo přísady. Tyto lehké agregáty slouží k dosažení snížené hmotnosti betonu a zlepšení jeho izolačních vlastností.

 

Samočistící beton je inovativní stavební materiál, který se v poslední době stal populárním trendem ve stavebnictví. „Tento beton obsahuje speciální přísady, které mu umožňují samočištění a udržování estetického vzhledu bez nutnosti pravidelné údržby. Využívá k tomu fotokatalytických přísad, které reagují s UV zářením a znečištěním ve vzduchu. Tato reakce vytváří oxidační prostředí, které rozkládá organické nečistoty na povrchu betonu. Dešťová voda nebo vlhkost vzduchu pak odplavuje tyto rozložené nečistoty z povrchu, čímž se beton samočistí,“ říká Lukáš Rom ze společnosti Kärcher.

Inteligentní materiály

Chytré materiály představují významný trend napříč průmyslovými odvětvími. Jedná se o materiály, které reagují na vnější podněty, jako jsou změny teploty, tlaku, elektrického pole nebo světla, a mění své vlastnosti či strukturu. Tato schopnost umožňuje jejich využití v široké škále aplikací, od stavebnictví přes medicínu až po spotřební elektroniku.

Jedním z reálných příkladů je polyvinylidenfluorid (PVDF) kombinovaný s uhlíkovými nanomateriály. Tato kombinace vykazuje vynikající piezoelektrické vlastnosti, což umožňuje jejich použití v senzorech pro monitorování pohybu, zdravotního stavu nebo strukturální integrity staveb. Navíc nachází uplatnění v energetických aplikacích, jako je sklizeň mechanické energie z okolního prostředí.

„Jedním z dalších příkladů reálného využití smart materiálů s fotovoltaickými vlastnostmi je generování elektrické energie. Tyto materiály se pak používají k výrobě solárních panelů a dalších zařízení pro výrobu elektrické energie ze slunečního záření. Jejich využití se stále rozšiřuje a výzkum v této oblasti pokračuje s cílem vytvořit efektivnější a cenově dostupnější fotovoltaické materiály,“ říká Pavel Bursa ze společnosti Resacs.

 

Inovativní izolační materiály

Nové izolační materiály nabízejí lepší tepelnou a zvukovou izolaci. Například aerogely, které jsou extrémně lehké a mají vynikající izolační vlastnosti, dokáží tak účinně izolovat budovy a snižovat tepelné ztráty. Aerogely se často používají jako součást izolačních systémů pro stěny, stropy, podlahy a střechy. Jsou také vhodné pro izolaci potrubí a dalších stavebních prvků. Díky svému nízkému objemu a lehkosti umožňují snadnou manipulaci a instalaci. Použití aerogelové izolace ve stavebnictví může přispět ke snížení energetické náročnosti budov a zlepšení energetické účinnosti.

Pokročilé filtrační materiály

„Moderní filtrační technologie pomáhají čistit vodu nejen v domácnostech a firmách, ale i v provozech s nejvyššími nároky na čistotu – v gastronomii a farmaceutickém či biotechnologickém průmyslu. Každá filtrace vyžaduje jiné složení a typy filtrů přinášející potřebné čištění – od pevných nečistot, chlóru, kovů a dalších látek. Nejpokročilejší filtry jsou založeny na bázi Ultra-filtrace či Nano-filtrace při využití různých membránových technologiích. Výstupem pak je vždy zcela čistá voda, vyhovující těm nepřísnějším nárokům,“ říká Jaroslav Žák ze společnosti BWT.

Dalším způsobem využití nejnovějších filtračních materiálů je při odsávání nebezpečného prachu, které díky pokročilým filtrům pomáhá předcházet výbuchu v rizikové zóně 22 v prašných průmyslových či výrobních prostředích. „V příslušném mokro-suchém vysavači jsou použity skládané filtry Safety / HEPA vyrobené z materiálu z PES vláken s dvojitým potahem PTFE v kombinaci s kompletním antistatickým systémem. Stroj je pak elektrostaticky uzemněný, účinně zabraňující elektrostatickému výboji,“ říká Lukáš Rom ze společnosti Kärcher.

Materiálová informatika

V současnosti velké společnosti stále častěji využívají přístup k materiálům založený na práci s daty. „Díky použití informatiky, výpočetních metod, strojového učení a umělé inteligence dokážou efektivně organizovat, analyzovat a modelovat materiálová data, což jim umožňuje vyvíjet pokročilé a inovativní materiály. Tento přístup zefektivňuje získávání vědeckých poznatků z komplexních dat a výrazně urychluje výzkumné a vývojové procesy,“ říká Michal Černý ze společnosti Audiopro.

Americký startup Kebotix se specializuje na vývoj autonomních laboratorních systémů, které zrychlují výzkum nových materiálů. Využívá velká data, umělou inteligenci, robotické technologie a intuitivní uživatelské rozhraní k optimalizaci celého vývojového cyklu. Zaměřuje se především na vývoj materiálů, které přispívají k řešení problémů v oblasti udržitelnosti, ochrany veřejného zdraví a eliminace nebezpečných látek v průmyslové výrobě.

 

Kanadský startup Matelligence nabízí datově orientované nástroje pro odborníky na materiálové vědy, které pomáhají objevovat nové materiály. Jeho řešení zahrnuje patentované algoritmy umělé inteligence a výpočetní metody, které snižují počet potřebných experimentů a urychlují screening materiálů. Matelligence se zaměřuje na klíčové oblasti, jako je čistá energie, elektronika a výrobní technologie.

Produktový tip na závěr: Bezpečnostní mokro-suchý vysavač Kärcher NT 75/1 Me Ec Z22

 

Jedná se o robustní stroj pro odsávání rizikových nečistot a čištění podlah, strojů a techniky v prostorách včetně zóny 22, kde hrozí riziko výbuchu. Najde využití na pracovištích, kde se manipuluje s jemným prachem, například ve výrobě, potravinářství či zemědělství. Jeho výhody ocení také na stavbách, kde vzniká velké množství cementového prachu. Vybírat lze ze dvou variant, a to podle toho, jaký typ nebezpečného materiálu je třeba vysávat, NT 75/1 Me Ec H Z22 (prach třídy H) nebo NT 75/1 Me Ec M Z22 (prach třídy M). Mezi další výhody stroje patří účinná bezuhlíková EC turbína, která zaručuje životnost více než 5 000 hodin, výjimečný sací výkon s průtokem vzduchu 61 l/s a podtlakem 220 mbar měřeným na přípojce sací hadice, plochý skládaný filtr Safety / HEPA vyrobený z materiálu z PES vláken s dvojitým potahem PTFE a v neposlední řadě kompletní antistatický systém. Plně elektrostaticky uzemněný, účinně zabraňující elektrostatickému výboji.