BAUABFÄLLE & NACHHALTIGKEIT

Der Wohlstand vieler Zivilisationen hängt in hohem Maße von der Entwicklung und Leistungsfähigkeit der gebauten Umwelt ab. Da unsere Bevölkerung weiter wächst, muss auch unsere gebaute Umwelt diesem Beispiel folgen.

Die Welt erlebt einen großen Bauboom. und es wird geschätzt, dass der weltweite Ausbau der Infrastruktur bis 2060 etwa zwei Billionen Quadratfuß an Gebäuden betragen wird. Dies entspricht dem monatlichen Aufbau einer Infrastruktur in der Größenordnung von New York City für die nächsten vier Jahrzehnte. Dieses Bemühen, die Welt für alle bewohnbarer zu machen, wird jedoch unweigerlich zu einem schädlichen Klimawandel beitragen und Bau- und Abbruchabfälle verursachen, die derzeit etwa 30 % des gesamten weltweit erzeugten Abfalls ausmachen und von denen ein erheblicher Prozentsatz direkt auf Mülldeponien landet. Vereinfacht gesagt verursacht der Bausektor schätzungsweise ein Drittel des gesamten weltweiten Abfalls und mindestens 40 % der weltweiten Kohlendioxidemissionen (CO2). Es wird erwartet, dass der Bauschutt bis 2025 jährlich 2,2 Milliarden Tonnen erreichen wird.

INFRASTRUKTUR WACHSTUM NACHHALTIG GEMACHT

Stampflehm ist eine Bauoption, die den Vorteil hat, dass die Notwendigkeit des Wiederaufbaus von Strukturen verringert wird und somit unsere Abhängigkeit von der Gewinnung, dem Transport und der Verarbeitung industrialisierter Materialien verringert wird. Die Kombination dieser Methode mit moderner Technologie kann dazu beitragen, das Wachstum der Infrastruktur in Kombination mit Nachhaltigkeit viel realisierbarer zu machen.

Von zeitgenössischen Bauten wird in der Regel eine Lebensdauer von weniger als 50 Jahren erwartet, wobei umfangreiche und kostspielige Instandhaltungsmaßnahmen erforderlich sind. Stampflehm hat sich jedoch im Laufe der Zeit bewährt und überdauert bei minimaler Wartung mehrere tausend Jahre. Die Reduzierung des Wartungsaufwands und die Verlängerung der Lebensdauer architektonischer Bauwerke, seien es Wohn- oder Gewerbebauten, bergen ein großes Potenzial zur Reduzierung von Bauabfällen.

Wir schlagen vor, dass die Integration leistungsstarker Nanotechnologielösungen dazu beitragen kann, die Anreizstrukturen zu verschieben, die früher zu Verschwendung führten, indem Unternehmen dabei unterstützt werden, fundiertere und genauere Entscheidungen früher zu treffen und zu verhindern, dass jemals die falschen Materialien auf Baustellen auftauchen.

Unter Bedingungen, die einen konstanten Strom kühler, trockener Luft bieten, kann der Innentopf eines Zeers Temperaturen von bis zu 4,5 °C (40 °F) erreichen.

Diese Technologie wurde bereits 2500 v. Chr. in Ägypten eingesetzt. Obwohl diese alte Technologie nach wie vor nützlich ist, kann sie in der Tat verbessert werden, um moderne Bedürfnisse zu ergänzen und ihre Nachhaltigkeit zu erhöhen. 

Ein Zeer, der zum Kühlen, Transportieren und Lagern thermisch empfindlicher Produkte für einen bestimmten Zeitraum verwendet wird - seien es Lebensmittel, Molkereiprodukte oder Impfstoffe in entlegenen und trockenen Gebieten der Welt - kann mit der zusätzlichen Funktionalität von Quantenmaterialien ausgestattet werden, um folgende Verbesserungen zu erzielen:

• Anti-pathogener Schutz bei Dunkelheit 

• Korrosionsbeständigkeit

• Verbesserte Strahlungskühlung mit intelligenten Materialien

• Mechanische Verstärkung zur Minimierung der Bruchwahrscheinlichkeit 

• Geringes Gewicht 

• Abschirmung gegen nukleare Strahlung

• Absorption von Schwermetallen und Neutralisierung von Giftstoffen im Wasser

1. Antimikrobielle & Anti-Pilz-Aktivität im Dunkeln

Über die Kühlung hinaus kann der innere Tontopf des Zeers antimikrobiell und antifungizid gemacht werden, in dunklen und manchmal feuchten Umgebungen, die die Vermehrung solcher schädlichen Organismen fördern. Dies trägt dazu bei, eine hygienischere Umgebung für eine gesündere Lebensmittelkonservierung und eine weitere Verlängerung der Haltbarkeit der darin gelagerten Lebensmittel zu schaffen. Dies ist besonders wichtig für Milchprodukte, die leicht verderben können, und zwar in kürzerer Zeit als Gemüse. 

Die Herausforderung:  Da das Innere des Topfes dunkel ist, wird es schwierig, mit aktiven antimikrobiellen Materialien zu arbeiten, da diese normalerweise eine Lichtaktivierung benötigen. Lichteinwirkung ist jedoch eine Wärmequelle, die der notwendigen Kühlung innerhalb des Zeers entgegenwirken würde. 

Die Quanten-Erweiterungslösung

NANOARC bietet atomar architektierte Quantenmaterialien, die aufgrund ihrer Größe (sub 20 Nanometer) und materialspezifischer Quanteneffekte antimikrobielle Aktivität im Dunkeln entfalten. Oberhalb des genannten Partikelgrößenbereichs schwindet dieser Effekt. Unsere Materialien gelten als sicher und sind von der FDA zugelassen. 

2. Leicht & mechanisch robust 

Tontöpfe sind schwer. Dies beeinträchtigt ihre Transportfähigkeit, insbesondere für Landwirte, die ihre Produkte auf den Markt bringen möchten. Für den Hersteller schlägt sich das Gewicht in zusätzlichen Transport- und Materialkosten nieder, die eingedämmt werden können. 

Die Herausforderung:  Wenn Tontöpfe dünner gemacht werden, um ihr Gewicht zu verringern, werden sie zerbrechlich und anfällig für Brüche. 

Die Quanten-Erweiterungslösung

Wir verwenden atomar strukturierte Quantenmaterialien mit Erd-/Baumaterialien wie Zement, Beton und Vulkangestein, um die Festigkeit dieser Materialien um 15 - 25 % (je nach Mischung) zu erhöhen und gleichzeitig das Gewicht der Gesamtmischung um fast die Hälfte zu reduzieren. 

Als zusätzlicher Vorteil dienen die Füllstoffe zur Verringerung der Porosität, die eine Quelle für strukturelles Versagen in Ton-/Keramikgefäßen ist. Diese Poren und Spalten dienen oft als Orte für Verschmutzungen und Bakterienansammlungen sowie für eine eventuelle Vermehrung. Dies ist ein Problem, das unser Material umgehen kann, für einen verbesserten Zeer. 

3. Korrosionsbeständigkeit

Für aride Regionen, insbesondere solche, die am Meer liegen, gibt es nur wenig Zugang zu Süßwasser. Hier kann Meerwasser verwendet werden, um den Sand im Zeer zu befeuchten.

Die Herausforderung: Das Eindringen von korrosiven Stoffen wie Chlor in das Salz kann die Qualität bestimmter Produkte, die im Zeer gelagert werden, mit der Zeit beeinträchtigen.

Die Quanten-Erweiterungslösung

Unsere Quantenmaterialien mit atomarer Architektur sind wirksam bei der Korrosionsinhibierung; sie füllen und versiegeln nanoskopische Poren in Ton/Keramik, um die Diffusion von Chlor in Salz durch irdene Materialien zu verhindern. Wir sind derzeit in der Lage, die Korrosion um über 50 % zu verbessern, je nach Dosierung der Quantenmaterialien in Tonmischungen.

4. Ultraviolette (UV) Strahlung blockieren 

UV-Strahlung kommt von der Sonne und ist eine wichtige Wärmequelle. Sie kann die Kühlung des Zeers erheblich beeinträchtigen, insbesondere bei Verwendung in feuchten Regionen oder bei Lagerung in Bereichen mit minimaler Luftzirkulation, wie es an manchen Tagen der Fall sein kann.

Die Herausforderung: Bestimmte Materialien, wie z. B. Titanoxid, werden als UV-Blocker verwendet. Diese sind jedoch potenziell krebserregend und sollten vermieden werden. 

Die Quanten-Erweiterungslösung

Unser Q-ZEER I bietet eine sicherere Alternative und ein effektiveres Materialsystem bei der Blockierung von UV-Strahlung als Titanoxid. Dieser Effekt wird bei atomar architektierten Quantenphasen-Materialien noch verstärkt, weshalb sie in sehr kleinen Mengen eingesetzt werden können, ohne das Gesamtgewicht des Zeers zu erhöhen. 

Atomar strukturierte Materialien schirmen nicht nur UV ab, sondern reflektieren es auch von der Oberfläche des Materials, in das es eingebaut ist. Dadurch kühlt der Zeer schneller und über längere Zeiträume ab. Angesichts der unvermeidlichen Auswirkungen des Klimawandels wäre dies von entscheidender Bedeutung, um die Haltbarkeit der im Zeer gelagerten Produkte zu verlängern. 

5. Verbesserter Kühlung/Wärmetransport 

Atomar aufgebaute, quantenphasige Materialien wie Q-ZEER BLACK ROSE können, je nach Implementierung, zur Verbesserung des Wärmetransports/der Wärmespeicherung eingesetzt werden. Das Arbeiten innerhalb der Quantenphase ermöglicht einen ballistischen Wärmetransport, ein Phänomen, das die Leistung von Standardmaterialien in einer ähnlichen Klasse übertrifft. 

Die Herausforderung: Die Quantenmaterialien müssen ultrafeine Nanopartikel sein, typischerweise im Bereich unter 20 nm. Je kleiner die Partikel sind, desto stärker ist der Effekt. Dies sind die anspruchsvollsten Materialien in der Herstellung - in Einheitlichkeit und Menge.

Die Quanten-Erweiterungslösung

Wir bieten zwei Klassen von Materialien mit atomarer Architektur an, die entweder zur aktiven Ableitung von Wärme aus dem Zeer oder als umgekehrtes System zur Speicherung von Wärme dienen. Die Materialien können innerhalb oder auf dem Zeer aufgebracht werden. 

Grundsätzlich gilt, je feiner die Nanopartikel sind, desto größer ist ihre Oberfläche. Mit einer vergrößerten Oberfläche steigt die Gesamtleistung des Nanomaterials erheblich.