Ученые создали умный фасад для зданий в виде шишек: зачем это нужно

Используя биодизайн, натуральные материалы и 3D-печать, инженеры разработали новую технологию климат-контроля. Объясняем, чем она полезна.

Вдохновившись сосновыми шишками, ученые из университетов Штутгарта и Фрайбурга создали фасадную систему Solar Gate, которая пассивно адаптируется к погоде и не требует электроэнергии, сообщает TechXplore. 

Обычно, чтобы фасады зданий реагировали на погоду, нужны сложные технические приспособления. Новое исследование изучает, как можно использовать реакцию самого материала посредством передового компьютерного проектирования и аддитивного производства.

Команде удалось воспроизвести анизотропную (зависящую от направления) структуру целлюлозы в растительных тканях с помощью стандартных 3D-принтеров. Целлюлоза — природный, доступный и возобновляемый материал, который меняет свои размеры в зависимости от влажности: набухает при высокой и сжимается при низкой. Это называется гигроморфизмом и часто встречается в природе, например, когда раскрываются и закрываются чешуйки у шишек или соцветия у серебристого чертополоха. Ученые использовали это свойство, создав специальные волокна из целлюлозы и напечатав двухслойную конструкцию, похожую на чешуйки сосновой шишки. 

Когда влажность высокая, целлюлоза впитывает влагу и увеличивается в размере, из-за чего напечатанные детали скручиваются и раскрываются. А когда влажность низкая, она отдает влагу и сжимается, и детали распрямляются и закрываются. Помимо практического применения, фасад демонстрирует «эстетику движений растений».