新材料改變都市未來

建筑大師弗蘭克·蓋瑞曾打造西班牙畢爾包古根漢美術館及迪斯尼音樂廳，吸引無數游客前往朝圣，但建筑界下一項重大突破可能并非來自建筑師，而是源于化學家，因為未來建筑樣貌除了受建筑師的靈感影響，也會受到使用材質左右。

科學家正在研發新式復合建材，不僅比過去更強韌、更平價、更環保，也同樣更具智慧，能夠與周遭環境互動、呼應，也能隨之調整，對無論是溫度、光線、壓力、濕度、甚至是污染物，都能產生反應。這些潛在利益相當驚人。有些“智慧建材”能維持室內溫度穩定，故不需使用空調，同時降低用電量：有些材質具備修復能力，既能抵抗風吹雨打，亦可延長使用年限：還有材質能改變四周環境。

清道夫

最簡易的創新科技早已面世，但并非磚瓦本身，而是完工前最后一道涂料。英國Johnstonestrade與美國Sto等數家公司均從蓮花取得靈感，制作出能抗污的外墻涂料。蓮花表面粗糙，細胞上都有小小的蠟質結晶，構成微小的氣泡，讓水珠流下時將塵埃一并帶走。新式涂料運用相同原理，故只要下一場雨，即可沖掉墻面任何塵埃，不僅隨時讓建筑物煥然一新，還能降低維護費用，減少使用清潔劑造成的化學污染。

其他涂料更進一步，還能改善鄰近空氣質量，這項技術非常適合菲律賓首都馬尼拉。馬尼拉是全球人口密度最高的城市，因為氧化氮濃度過高，每年導致4000多名早產兒死亡。2010年間，地方政府與世界自然基金會、油漆涂料公司博伊森合作，在一座地鐵站繪制200平方公尺的壁畫。藝術家以博伊森公司的KNOxOUT油漆為顏料，這項產品由超細二氧化鈦制成，發揮光觸媒功能，吸收光線后分解空氣中的氧化氮，釋出微量水分、二氧化碳及硝酸鈣。“菲律賓純化學與應用化學研究所”實驗后，認為這幅壁畫每天能分解3萬輛車排放的污染物。后來這幅壁畫面積增加一倍，正對著馬尼拉最繁忙的高速公路。

自行修復

保持干凈是一回事，保持健康是另一回事，建筑環境能否和人體骨骼樣擁有修復能力?“仿生協會”主席亞尼內·拜紐斯指出，“人骨終其一生都在不斷重塑，以加強抗壓力”，她期望建筑結構也能仿效這種特質，不會因長期使用而耗損。這種想法或許很快就將實現，美國伊利諾大學建筑系榮譽教授卡洛里恩投入結構混凝土創新研究，她表示，“混凝土相當易碎，故一般修復也撐不住。”她研發一種具黏性的修復材質，能夠塞入混凝土脆弱的縫隙中，只要遇上壓力，這種材質就會釋出黏性滲入裂痕，形成新的連結點，這種方式可自動維持結構完整、壓低修理成本、提高建筑安全性。

預防勝于治療正是這項發明的優點，目前已在四座橋梁上測試。由于橋梁整體結構改變為柔軟材質，能量分散至各處，不僅可避免橋梁因龜裂崩塌，

還讓橋梁彈性更佳

卡洛里恩發明的自我修復飛機即將有資金挹注，“美國空軍小企業創新研究”計劃支持開發自我修復的玻璃纖維與石墨復合墊片，若能使用較薄、抗壓性較高的材質，即可降低飛機重量與耗油量。自我修復材質的應用潛力無窮，比如外海管線在海床上能承受更大壓力，船只能迅速修復裂痕避免沉沒。

威斯康辛大學復合中心主任普拉迪普·羅哈吉教授也在類似領域努力，他正在開發一種新型金屬，能夠抵抗爆炸高溫或汽車沖撞力道，希望未來可維持強度，但改善易碎問題。這種如泡沫狀的金屬結構中充滿“微型氣泡”，氣泡內會填入另一種物質，例如燃煤電廠所產生的飛灰，這種回收后的粉塵功效與卡洛里恩設計的黏性物質相同，只要遇到壓力、撞擊或高溫，氣泡就會破裂，釋出粉塵填補裂縫。普拉迪普正在尋求量產機會，未來研究經費已獲通用汽車及福特汽車贊助。

省電節能

黑色屋頂會吸熱，白色屋頂會阻熱，但未來建筑師或許已不需擇其一，新式屋頂壁磚能依據戶外所需溫度改變深淺顏色。麻省理工學院前研究員羅比·巴爾貝羅創立了Thermeleon公司，推出屋頂壁磚涂料，能夠改變壁磚屬性，維持建筑物的溫度。

涂料內含聚合物，氣溫下降時會溶化在膠質內，露出能吸熱的黑色表面，隨著氣溫提高，聚合物會與膠質分裂，形成白色混合物反射光線。巴爾貝羅期望這項產品明年可量產，也表示投資者眾。

屋頂很適合作為省電節能的起點，但對上班族而言，智能型窗戶或許更為切身。美國與中國多所大學均在研發感熱變色窗戶，能隨戶外溫度改變。最常見的做法是運用氧化釩薄膜涂料，氧化釩遇熱會大幅改變透明度與折射率，雖然透明度降低會影響視野，但對于不宜使用百葉窗的環境卻很適合。

建筑環境若能取代人類部分思考與管理功能，效果不可小覷。面對突然變遷(如天災)，人類的應變能力并不穩當，若能建構可實時反應的建筑環境，將可節省無數修復與重建經費，所需科技已然存在，關鍵在于投資者能否及時行動。

[譯自德國《綠色未來》網站]