Tulevaisuuden rakennustyömaalla voidaan sekoittaa selluloosaa ja muita puusta peräisin olevia komponentteja veteen ja vaahdottaa seos tilavuudeltaan satakertaiseksi. 90 prosenttia ilmaa sisältävästä materiaalista voidaan 4D-tulostaa esimerkiksi suuria julkisivuelementtejä, jotka säätelevät automaattisesti rakennuksen lämpötilaa ja ilmanvaihtoa.
”4D-tulostus tarkoittaa kolmiulotteisten kappaleiden tulostusta, johon on lisätty vielä neljänneksi ulottuvuudeksi aika – eli tässä tapauksessa materiaali – muuttaa ajan myötä muotoaan, esimerkiksi taipuu kastuessaan ja suoristuu taas kuivuessaan, tai aukeaa lämpötilan noustessa ja menee kiinni sen laskiessa”, tutkijatohtori Juha Koivisto Aalto-yliopistosta kertoo.
Helpoimmin tämän saa toimimaan erilaisissa orgaanisissa ja geometrisissa muodoissa – esimerkiksi Antoni Gaudin arkkitehtuuri tai origamit antavat aavistuksen siitä, minkälaisista rakenteista voisi olla kyse.
Materiaalin ansiosta lämmitystarve talvella ja jäähdytystarve kesällä vähenee. Ilmastointi säätyy automaattisesti ilman ulkopuolista energiaa. Edullisella, biopohjaisella ja erittäin resurssitehokkaalla materiaalilla pystytään korvaamaan esimerkiksi terästä, betonia ja lasia, joiden valmistaminen vaatii paljon energiaa.
Perustutkimuksesta demoon kolmessa vuodessa
Ihan vielä ei olla näin pitkällä. Miljoona-rahoituksen saaneessa kolmivuotisessa hankkeessa on tarkoitus edetä perustutkimuksesta demovaiheeseen.
”Me mahdollistamme teknologian ja demoamme sen, ja sen jälkeen annamme muille vapauden kuvitella lisäosia”, Koivisto kertoo.
Aalto-yliopisto koordinoi hanketta ja vastaa materiaaliteknologiasta.
”Me teemme bulkkivaahtoa, jossa lämpölaajeneminen on määritelty. Italialaiset kumppanit tekevät digitaalisen mallin siitä, mihin geometriseen muotoon materiaali pitää muotoilla, jotta laajenemisilmiötä voidaan säädellä käyttötarkoitukseen sopivasti. 4D-tulostaminen puolestaan on saksalaisten osaamisaluetta.”
Vaikka materiaalista voisi kestävyyden puolesta rakentaa kokonaisen talonkin, ensiksi todennäköisesti tehdään erillisiä, esimerkiksi ikkunan eteen tai yläpuolelle asennettavia paneeleita säätelemään sisään tulevaa auringonvaloa.
”Rakennusteollisuudessa sertifiointiajat ovat pitkiä, joten kannattaa edetä mahdollista polkua. Erilliselle ikkunaverhoilulle ei tarvita niin paljon sertifiointeja.”
Kolme kumppania
Aalto-yliopiston vetämän Archibiofoam-hankkeen pääkumppanit ovat Stuttgartin yliopisto, Milanon yliopisto sekä Aallosta ponnistanut kasvuyritys Woamy. Lisää yrityksiä tulee mukaan hankkeen edetessä. Hanke on saanut Euroopan innovaationeuvostolta 3,4 miljoonan euron Pathfinder Grant -rahoituksen kolmeksi vuodeksi.
