Le graphène et ses applications dans la construction ou l'architecture

Le graphène dans l'architecture et la construction

Parmi les différents matériaux qui encadrent la nouvelle ère technologique et innovante du secteur de la construction, se trouve le graphène, qui propose sans aucun doute une révolution nanotechnologique appliquée à l'efficacité énergétique de la nouvelle architecture moderne.

L'un des premiers projets présentés sur la base d'un matériau composite de graphène C'est le gratte-ciel Hydra (image de couverture) d'un studio multidisciplinaire serbe composé de Milos Vlastic, Vuk Djordjevic, Ana Lazovic, Milica Stankovic qui a été honoré en architecture aux prix EVOLO.

Il était prévu, compte tenu de la conductivité thermique et électrique élevée de ce matériau, en plus de sa grande résistance surpassant en deux cents fois à l'acier, capter l'énergie produite lors des orages électriques et stocker l'énergie produite dans des méga-batteries situées à la base du bâtiment.

Futur ou pas, on voit déjà venir les possibilités d'un matériau qui révolutionne à la fois le domaine de la technologie et les diverses applications qu'il peut avoir.

Plus tard, le concept « Graphene Loft » est apparu (Du studio Arketiposchile - Plus d'infos … ICI) Une forme différente de la traditionnelle, améliorant l'utilisation d'éléments structurels, utilisant la forme de l'hexagone comme base, et la force de le graphène et ses applications comme matériau principal.

Nous pouvons reconnaître que le le graphène sera le matériau du futur. Les dernières études menées par certaines universités européennes ont permis d'obtenir des matériaux qui améliorent considérablement les performances des cellules de capteurs solaires et leur efficacitéÀ la suite de ces recherches, il a été possible d'obtenir des matériaux tels que l'aérogel de graphène, qui se caractérise par être un matériau léger et très efficace comme isolant thermique.

Une étude de l'Université de l'UCAM démontre l'efficacité de ce matériau innovant contre applications de construction comme du béton. Nous pouvons en lire plus dans l'article ICI … « l'application la plus immédiate et la plus nécessaire est : que dans les piliers, les tubes, les routes, les murs en béton et les barrages, éléments qui nécessitent une plus grande durabilité dans le temps, cet additif réduira l'utilisation de ciments Ils polluer gravement, ce qui est bon pour l'environnement et modifiera le processus traditionnel de construction des matériaux avec du béton.

Propriétés du graphène.

• Grand conducteur d'électricité : Il dépasse de loin les propriétés des matériaux que nous utilisons habituellement comme le cuivre et nécessite moins d'électricité pour transporter l'énergie par rapport à d'autres matériaux comme le silicium, de sorte que le graphène est capable de générer de l'énergie électrique à partir de l'énergie du soleil.
• Dureté énorme. C'est un matériau environ 200 fois plus dur que l'acier, et peut être assimilé à celui du diamant. C'est pourquoi nous disons qu'il est résistant à l'usure et capable de supporter des charges élevées.
• Grande flexibilité Il a une grande élasticité qui en fait un matériau moulable, permettant ainsi une grande variété d'applications.
• Il peut réagir avec d'autres substances. Cette propriété permet la création de nouveaux matériaux à partir de sa structure initiale, avec la possibilité d'augmenter ses applications.

Toujours selon les recherches d'une équipe de scientifiques espagnols il peut absorber toute la lumière dans sa monocouche atomique, pouvant capturer la lumière de différentes couleurs, qui le rendent idéal pour le développement de matériaux photosensoriels pour une application dans les capteurs solaires photovoltaïques à haut rendement, car les capteurs actuellement fabriqués sont développés avec des matériaux semi-conducteurs tels que le silicium, de sorte qu'ils ne peuvent capturer et absorber qu'une partie du rayonnement infrarouge reçu du soleil.

Le graphène et ses applications dans la construction : Isolation et équipements à haut rendement.

Entre les applications de graphène Dans le domaine de la construction, et en particulier pour améliorer l'efficacité énergétique des bâtiments, les matériaux suivants qui en découlent se distinguent :

• Aérogel de graphène, qui, étant le matériau le plus léger et le plus efficace comme isolant thermique, permet à son application d'obtenir des solutions d'économie d'énergie performantes.
• Des feuilles d'aérogel de graphène d'environ 5 mm d'épaisseur peuvent être utilisées comme isolant., avec lesquelles nous parlons d'épaisseurs beaucoup plus petites que les isolants traditionnels, ce qui permettra un grand gain de place et une amélioration de l'efficacité énergétique, non seulement dans la construction de bâtiments, mais aussi dans la fabrication de panneaux solaires. En plus de son épaisseur minimale, c'est un matériau très souple et solide, très résistant aux actions mécaniques et facile à installer.
• Dans la fabrication de panneaux solaires à double tube afin d'isoler la connexion entre le panneau et le réservoir de stockage d'eau.
• Revêtements d'oxyde de titane de nanoparticules, pour le revêtement et la protection des tubes , ce qui améliore leur efficacité et leur durée et les protège de l'action d'agents externes tels que les intempéries, les rayons ultraviolets et d'autres types d'actions mécaniques. L'oxyde de titane a de très bonnes propriétés comme photocatalyseur et protège le tube de toute agression extérieure.
• Fabrication de panneaux solaires photovoltaïques avec des cellules à base d'aérogel de graphène, compte tenu de ses hautes performances en absorbant toute la lumière du soleil et de ses bonnes performances en tant que matériau photosensible, facilitant l'assemblage et l'installation de celui-ci car il s'agit d'un matériau léger, augmentant sa durée de vie utile et améliorant son efficacité et ses performances et réduisant les coûts pour l'entreprise
• Fabrication de câbles de connexion dans des panneaux solaires à haut rendement, en raison du taux de conductivité inférieur de l'aérogel, ce qui le rend très utile et notamment dans les installations solaires.

C'est un matériau extrêmement résistant et élastique et ses qualités innombrables et étonnantes l'ont fait connaître comme le nom du"Matériel miracle". Salué par de nombreux experts comme l'ingrédient qui révolutionnera l'électronique, il devrait également atteindre l'architecture et l'ingénierie pour détrôner le béton tout-puissant et même l'acier le plus résistant.

La vidéo suivante explique certaines de ses applications les plus importantes du graphène :

En plus de ces applications, le domaine de nanotechnologie présente de nombreux autres qui peuvent être appliqués dans la construction, qui peuvent nous aider à améliorer la qualité du bâtiment fini ainsi qu'il peut être économe en énergie et surtout respectueux de l'environnement.

Certains de ses applications de graphène Ils visent à améliorer l'isolation thermique des enveloppes de bâtiments avec des épaisseurs minimales (Voir article sur les types et propriétés des matériaux isolants), la fabrication de matériaux ou alliages résistants à la corrosion, qui ne rouillent pas, durables, résistants à l'action feu, humidité, facilité d'entretien et de nettoyage, etc.

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Article préparé par José Luis Morote Salmeron (Architecte Technique - Responsable Energie) Accédez à son site ICI, en collaboration avecOVACEN.