Inteligentne materiały zmieniające właściwości na żądanie – największy przełom w chemii budowlanej od dwóch dekad?

• Strona główna
• Artykuły
• Inteligentne materiały zmieniające właściwości na żądanie – największy przełom w chemii budowlanej od dwóch dekad?

2026-01-20

Najbardziej zaawansowane i jednocześnie najbliższe komercjalizacji są obecnie trzy główne grupy takich rozwiązań.

Pierwszą stanowią powłoki i farby elektro- oraz termochromiczne. Elektrochromowe powłoki, stosowane głównie na szkło, umożliwiają zmianę przepuszczalności światła i ciepła w zakresie od niemal pełnej przezierności do głębokiego przyciemnienia w ciągu kilkunastu sekund po podaniu napięcia rzędu 1–3 V.

W 2025 roku na rynku europejskim pojawiły się już pierwsze systemy przeznaczone do fasad wentylowanych i dużych przeszkleń biurowych, które pozwalają realnie obniżyć zapotrzebowanie na chłodzenie latem nawet o 25–35 %. Jeszcze bardziej obiecujące są nowe generacje powłok termochromicznych opartych na nanocząsteczkach VO₂ (dwutlenku wanadu) modyfikowanego wolframem, które przechodzą z stanu przeziernego w stan odbijający promieniowanie podczerwone powyżej zadanej temperatury (zwykle 28–32 °C). W przeciwieństwie do starszych rozwiązań, obecne powłoki zachowują wysoką przezierność w zakresie widzialnym, co czyni je atrakcyjnymi również dla elewacji mieszkaniowych.

Drugą, niezwykle dynamicznie rozwijającą się grupą, są materiały z pamięcią kształtu (shape-memory materials) wykorzystywane w budownictwie. Największe nadzieje budzą obecnie polimerowe i metaliczne stopy z pamięcią kształtu (głównie NiTi i CuAlNi) oraz nowe poliuretany i epoksydy z wbudowanymi segmentami oparte na krystalizacji i topnieniu. W praktyce stosuje się je już w dylatacjach mostowych i drogowych, gdzie elementy z pamięcią kształtu potrafią samoczynnie „zapamiętać” i powrócić do pierwotnego kształtu po zadziałaniu temperatury lub obciążenia, co znacząco wydłuża żywotność dylatacji i zmniejsza konieczność wymiany. W laboratoriach testowane są również betonowe kompozyty zbrojone włóknami z pamięcią kształtu, które po pęknięciu potrafią się samoczynnie „zaciskać”, zmniejszając szerokość rysy nawet o 70–80 %.

Trzecim i prawdopodobnie najbardziej rewolucyjnym kierunkiem pozostają betony i zaprawy samoregenerujące się. Obecnie na rynku dostępne są już dwa główne podejścia. Pierwsze wykorzystuje bakterie z rodzaju Bacillus (głównie B. subtilis i B. pseudofirmus), które po aktywacji przez wodę i tlen rozpoczynają proces biomineralizacji – wytwarzają kalcyt, który wypełnia rysy o szerokości do 0,8–1,0 mm. Drugie, czysto chemiczne, opiera się na mikro- i nano-kapsułkach zawierających żywice epoksydowe, poliuretany lub cyjanoakrylany, które pękają pod wpływem rysy i uwalniają substancję wiążącą. Pierwsze komercyjne betony samoregenerujące się z kapsułkami chemicznymi weszły już do stosowania w prefabrykacji (elementy tunelowe, płyty podłogowe, segmenty mostowe), natomiast wersje bakteryjne osiągnęły już dojrzałość technologiczną pozwalającą na stosowanie w betonie zbrojonym i samonośnych konstrukcjach.

Wszystkie te rozwiązania – choć bardzo różne pod względem mechanizmu działania – mają jeden wspólny mianownik: przenoszą chemię budowlaną z roli materiału pasywnego do roli aktywnego uczestnika eksploatacji obiektu. W najbliższych latach możemy spodziewać się, że inteligentne powłoki i betony samoregenerujące się staną się nie tyle ciekawostką laboratoryjną, co realnym standardem w obiektach o podwyższonych wymaganiach trwałościowych i energooszczędności – od mostów i tuneli po biurowce klasy A i szpitale. To właśnie one mogą okazać się największym przełomem w chemii budowlanej od czasu wprowadzenia domieszek superplastyfikujących i betonów wysokowytrzymałych na przełomie XX i XXI wieku.

Materiał przygotowano na podstawie opracowań Fraunhofer Institute for Building Physics

chemia budowlanainnowacyjnośćbadania i rozwój