31.03.2023\u00a0<\/p>\n
Beton ist das in Spanien am h\u00e4ufigsten verwendete Material im Baugewerbe. Normalerweise wird er aus Zement, Sand und Kies oder Stein hergestellt, aber dank des technologischen Fortschritts k\u00f6nnen auch andere Elemente wie Eierschalen oder Altreifen zur Herstellung verwendet werden. Jetzt erfinden Ingenieure ihr Design neu, indem sie ein multifunktionales, leichtes Metamaterial verwenden, das von sich aus Strom erzeugen kann.<\/p>\n
Wissenschaftler der University of Pittsburgh (Pitt) in Pennsylvania, USA, wollen Beton mit Hilfe eines Metamaterials – einer heterogenen Ansammlung k\u00fcnstlicher Materialien, die besondere elektromagnetische Eigenschaften besitzen – f\u00fcr die Entwicklung intelligenter Infrastrukturen auf ein neues Niveau bringen. In ihren Forschungsarbeiten stellen sie ein neues Konzept f\u00fcr leichte, mechanisch anpassbare Betonsysteme vor, die in ihrem Inneren in der Lage sind, Energie zu erfassen, zu erzeugen und zu nutzen.<\/p>\n
„Der massive Einsatz von Beton in unseren Infrastrukturprojekten macht es erforderlich, eine neue Generation von Betonmaterialien zu entwickeln, die wirtschaftlicher und umweltvertr\u00e4glicher sind und gleichzeitig fortschrittliche Funktionen bieten. Wir k\u00f6nnen all diese Ziele erreichen, indem wir ein Metamaterial-Paradigma in die Entwicklung von Baumaterialien einf\u00fchren“, so Amir Alavi, Assistenzprofessor f\u00fcr Bau- und Umwelttechnik an der Pitt, in einer offiziellen Erkl\u00e4rung.<\/p>\n
Wie es Strom erzeugt
Es ist nicht das erste Mal, dass diese Forschergruppe mit Metamaterialien arbeitet, denn in einem fr\u00fcheren Projekt haben sie sie f\u00fcr Zahnimplantate verwendet. Diesmal haben sie dieses Element jedoch dazu verwendet, einen \u00e4u\u00dferst anpassungsf\u00e4higen Beton zu schaffen, da Eigenschaften wie Spr\u00f6digkeit, Flexibilit\u00e4t und Form angepasst werden k\u00f6nnen, so dass die Bauherren weniger Material verwenden k\u00f6nnen, ohne auf Festigkeit oder Langlebigkeit verzichten zu m\u00fcssen.<\/p>\n
Das Metamaterial besteht aus Netzwerken aus auxetischen Polymeren, die in einer Matrix aus leitf\u00e4higem Zement verst\u00e4rkt sind. Diese Matrix haben die Forscher mit Graphitpulver angereichert, um die Elektrode zu bilden, w\u00e4hrend ein mechanischer Ausl\u00f6ser oder Nanogenerator durch den Kontakt zwischen den Schichten eine Elektrifizierung erzeugen kann. Das hei\u00dft, er kann seine eigene elektrische Ladung erzeugen.<\/p>\n
Sie kann noch nicht genug Strom erzeugen, um ihn in das Stromnetz einzuspeisen, aber die Wissenschaftler erzeugen Energie, die es ihr erm\u00f6glichen w\u00fcrde, in Stra\u00dfen eingebettete Sensoren zu betreiben, einschlie\u00dflich k\u00fcnftiger Sensoren, die autonomen Fahrzeugen beim Fahren helfen sollen, wenn die GPS-Signale zu schwach sind oder die LIDAR-Technologie nicht funktioniert.<\/p>\n
Neben der elektrischen Leistung kann es auch zur \u00dcberwachung von Sch\u00e4den in der Struktur von Bauwerken oder zur Erkennung der Auswirkungen von Ph\u00e4nomenen wie Erdbeben auf Geb\u00e4ude eingesetzt werden. Dar\u00fcber hinaus kann das Metamaterial selbst physikalisch an jede Konstruktion angepasst werden, indem seine Flexibilit\u00e4t, Form und Zerbrechlichkeit ver\u00e4ndert wird. Nach den von den Forschern durchgef\u00fchrten Tests kann es unter Beibehaltung seiner strukturellen Integrit\u00e4t um bis zu 15 Prozent komprimiert werden und 330 \u03bcW Leistung erzeugen.<\/p>\n
Von El Espa\u00f1ol Diario.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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