設想一下,如果我們的住房是活著的狀態(tài)將會怎么樣? 當然,我這里指的并不是利用Alexa語音助手來控制客廳燈光的智能家居。
我的意思是像生物一樣活著,成長,生活,呼吸,甚至再生。這個想法可能看起來很牽強,但面對氣候危機,我們人類需要從根本上思考我們的生活方式和創(chuàng)建宜居生活環(huán)境。
我們從生物學能夠獲得許多非凡的工程技術,建筑技術的下一個前沿可能是使建筑成為大自然的一部分。我自己和紐卡斯爾和諾桑比亞大學的同事們已經(jīng)創(chuàng)建了一個新的研究中心來研究這種可能性。以下是我們認為未來建筑可能會像生物一樣生活、呼吸的五種方式。
1、會生長的建筑物
從破碎的石灰?guī)r殼到已經(jīng)沒有生命的木材,我們已經(jīng)使用了大量來自大自然的材料進行建造各種形式的建筑物。最近,“科學美國人”將菌絲(真菌的根網(wǎng))作為未來的建筑材料。菌絲體可以在很短的時間內在木屑和咖啡渣上生長,產(chǎn)生具有顯著結構性能的材料。
紐約的Hy-Fi裝置由13米高的塔組成,由菌絲磚構成。 然而,最大的挑戰(zhàn)可能是設計一種結構,其中菌絲體部分能夠存活并且能夠生長和適應環(huán)境。由NASA的Lynn Rothschild領導的myco架構項目研究了這種可能性,想象可能會自己生長的棲息地——盡管是用于其它星球殖民地。
2、能夠自愈的建筑物
建筑物混凝土中的裂縫通常意味著建筑物生命結束的開始。雨水的滲入會使得保持結構穩(wěn)定的金屬增強材料的腐蝕。不過,研究人員已經(jīng)開始嘗試可以自愈的混凝土。目前由代爾夫特理工大學的Henk Jonkers領導的小組開發(fā),其中包括在混凝土混合物中嵌入細菌孢子(如細菌種子),這是一種比較可行的方法。
當水通過微小的裂縫進入時,細菌就會復活,這種材料實際上會變得活躍起來并觸發(fā)了一個化學過程,導致新的方解石晶體生長并“修復”混凝土。使用這種技術可能會使混凝土建筑的壽命延長數(shù)十年或更長時間。
3、會呼吸的建筑物
許多建筑物,尤其是在世界各大城市發(fā)現(xiàn)的高層玻璃辦公樓,都得到了永久的生命支持。機械肺式空調系統(tǒng)將空氣循環(huán)到加熱和冷卻室。當然,打開窗戶可以選擇自然通風。但如果墻壁本身可以呼吸會怎樣?
麻省理工學院的Hironshi Ishii小組開發(fā)了可以根據(jù)水份變化形狀的材料。這些材料由細菌孢子層(類似于自愈合混凝土中的那些)和乳膠組成。當材料干燥時,它會收縮并改變形狀。
使用這種方法,他們展示了可以對人體排汗做出反應的服裝。我們的小組已經(jīng)采開始了研究擴展這種方法,以創(chuàng)建整個建筑外膜,隨著室內濕度的升高,這可能會“冒汗”。使用涂有細菌孢子的乳膠膜,材料將彎曲并打開毛孔,如汗腺,允許空氣流過墻壁,例如,當淋浴或水壺形成蒸汽時一樣。
4、有免疫系統(tǒng)的建筑物
我們身體的每個表面和我們周圍的空氣中都被數(shù)以萬億計的微生物所包圍。雖然我們每年花費數(shù)百萬英鎊用于抗菌清潔劑以殺死這個復雜生態(tài)系統(tǒng)中的大部分,但很長一段時間以來,人們都發(fā)現(xiàn)居住在農場附近的人可能比城市環(huán)境中的人更不容易過敏。似乎暴露于“好”的細菌環(huán)境有助于在兒童中創(chuàng)建免疫系統(tǒng)。
在一個有趣的試點項目中,倫敦大學的研究人員已經(jīng)開始研究如何將廚房中的墻壁制成生物接受物——實際上促進細菌的生長,這些細菌已知能夠抵抗引起疾病的病菌。也許很快,我們就可以在益生菌廚房吃我們的益生菌酸奶。
5、有胃的建筑物
大多數(shù)建筑物不斷吸收材料和能源,同時發(fā)過來需要在工業(yè)規(guī)模上帶走和處理相應的廢物。 但是新的研究表明,這種廢物實際上可以成為建筑物的能源。一個名為Living Architecture的歐盟項目研究小組正致力于開發(fā)一種新型微生物,它可以吸收生活垃圾并產(chǎn)生少量電力,這是探索建筑物中微生物處理能力的更廣泛項目的一部分。
燃料電池被集成到磚中,磚將成為建筑結構的一部分就像它的胃一樣。磚塊吸收廢水、細菌將化學能轉化為電能,因為廢物被分解成電能。在這種情況下,你的廁所就可以為你的手機充電了。
生物建筑也有一個缺點:也就是說,它們將不可避免地也會走向死亡。但建筑物已經(jīng)有了生命周期。除了偶爾的旅游勝地,我們的大多數(shù)建筑都處于不斷變化的狀態(tài)。當它們達到其使用壽命時,將建筑物拆除是昂貴且污染嚴重的。想象一下,一座城市的建筑物會輕輕地死亡并返回地球,形成下一代成長所需的食物。當然,這要比智能家居來的更令人興奮。
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