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对古代材料的新视角激发了未来的创新

导读: 当代建筑材料仅保证了大约100年,但古罗马建造的建筑物已经存在了数千年。关于这种耐久性和弹性差异的原因以及工程师可以从古代技术中学到...

当代建筑材料仅保证了大约100年,但古罗马建造的建筑物已经存在了数千年。关于这种耐久性和弹性差异的原因以及工程师可以从古代技术中学到什么的问题,对于麻省理工学院土木与环境工程学院的Esther和Harold E. Edgerton职业发展助理教授Admir Masic的研究兴趣至关重要。

“ 随着时间的推移,抗衰退的古代材料,尽管环境条件,但可以告诉我们有助于提高性能和延长使用寿命的特性,”Masic说。“这种”反夸脱“的方法提供了一种新方法,可以为未来创造更可持续,更耐用的材料。”

为了鼓励同行研究人员考虑如何理解古代材料和工艺如何用于开发创新系统和设备,Masic,以及IPANEMA欧洲古代材料研究平台主任Loic Bertrand,国家中心之间的联合实验室科学研究部,文化部,凡尔赛圣康坦伊夫林大学和巴黎萨克莱大学; Claire Gervais,伯尔尼艺术大学材料化学教授; 图卢兹大学的研究工程师Luc Robbiola对古代材料提供的许多机会进行了概念性回顾。这篇题为“古启发系统:耐久性,可持续性和卓越性能”的论文最近发表在Angewandte Chemie国际版。

研究人员提出的“古代或反古论”思路是以生物启发式研究方法为蓝本的,研究人员研究了从一些生物材料的结构,成分和突出特性中学习的潜力,以模仿并设计新材料。由于生物启发的研究人员使用自然现象,古启发的方法探索古老的系统和过程,为展望材料的未来增添了另一个维度。

古罗马人在建造过程中没有使用3D打印技术或高度复杂的纳米材料。事实上,他们提出的解决方案包括火山灰或回收材料,如砖碎片,以加强混凝土。有趣的是,这些方法比常用的波特兰水泥具有更少的体现能量,并且表现出超出现代基础设施寿命的耐久性。

“这项工作为新材料的开发开辟了令人兴奋的新途径。我们可以从古代中学到很多东西,特别是传统的罗马混凝土在未来为建筑提供了许多潜在的优势,”1942年的班级教授说。土木与环境工程学院和建筑学教授John Ochsendorf,他是反基础结构设计的积极支持者。“我们真的刚刚开始了解古代建筑材料的基本化学成分。”

Masic解释说,Masic实验室成立于2015年,采用先进的表征工具设计复杂的多尺度材料。Masic实验室在土木与环境工程系(CEE)的职位为未来的解决方案提供了前沿跨学科思考方式的独特机会。这为实验室提供了一个新的维度,为这一新的“antiqua-inspired”材料做出贡献。例如,多尺度计算建模与Masic的表征工具相结合,构成了一个强大的工具箱,可以推动创新解决方案的设计,以实现水泥和基础设施的长期弹性。

然而,“antiqua-inspired”方法不限于研究。作为中东欧本科课程的一部分,鼓励对材料和基础设施感兴趣的学生参加艺术,考古和建筑材料(ONE-MA 3)课程。在为期三周的实地考察计划中,学生亲眼目睹耐用结构,并与专家讨论古代技术。该计划是1.057(遗产科学与技术)的先决条件,该课程结合了讲座和实验室,将ONE-MA 3的概念和观察应用于反对受启发的研究。

“ONE-MA 3是本科生了解该领域''antiqua-inspired'概念的独特机会,并希望能够为相应的研究做出贡献,”该计划的创始人Masic说。“利用古代社会,建筑和建筑材料作为建筑和材料科学创新的久经考验的例子,并建立在ONE-MA 3上,1.057向学生介绍古代材料和技术,并让他们有机会探索材料的可持续性和耐久性。多种观点。“


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