Danijel Rebolj Nano-gradnja, koncept in pogoji za implementacijo -- 31.3.2010, Maribor

1. NanoGradnja: avtomatizacija gradnje stavb s pomočjo nano in biotehnologije Prof. dr. Danijel ReboljUniverza v Mariboru, FG.KGPI

2. nanoGradnja - motivi Gradbena industrija 5% CO2samo cement 10% materiala v izgubo 20-30% dela v izgubo 1.6 milijarde prebivalcev Zemlje nima ustreznega bivališča Potenciali NT in BT

3. nanoGradnja - cilji Upoštevaje potenciale ogljičnih nanomaterialov nanorobotike in nanofabrikacije biotehnologije zasnovati „top-down“ koncept gradnje iz nano v metersko raven formulirati pogoje, zahteve in smernice za nadaljnje raziskave

4. nanoGradnja - koncept Nanoroboti z ogljikom iz CO2iz zraka gradijo kompaktno strukturo karbonskih nanocevk (KNC) z zahtevanimi lastnostmi z uporabo svetlobe kot zunanjim virom energije, in za posredovanje instrukcij, kodiranih z uporabo različnih valovnih dolžin

5.  digitalni 3D model Projektor svetlobe Posamezne valovne dolžine določajo, kakšne KNC naj nanoroboti sestavljajo tloris 0

6. Plast nanorobotov tloris 0

8. Začasen, podporniKNC materijal, ki se po zaključkurazgradi Zgradba postopomaraste...

10. nanoGradnja - zahteve Poseben Informacijski Model Zgradbe (BIM) in orodja za modeliranje Svetlobni projektor Nanomaterial - 3D KNC struktura Nanoroboti

11. Za podrobno določanje polne geometrijenosilno-izolacijske strukture, za modeliranje inštalacij (vodovod, kanalizacija, elektrika, komunikacije...) kot volumskih komponent modela s posebnimi lastnostmi materiala (trdnost, prevodnost, barva,...) nanoGradnja - zahtevePosebenmodel in orodja

13. nanoGradnja - zahtevePosebenmodel in orodja Dodajanje struktur za podporo vseh delov brez vertikalne povezave s tlemi

14. nanoGradnja - zahtevePosebenmodel in orodja Visoko integrirana orodja za modeliranje, analize in simulacije (BIM+)

15. nanoGradnja - zahteveSvetlobni projektor Ukazi = valovne dolžinevsak tip KNC predstavlja druga „barva“ Poseben spekter za preprečitev interference z naravno svetlobo Ustrezna resolucija Ustrezen energijski fluks Stabilna lega

16. Karbonske nanocevke (KNC) lahko imajo izjemne lastnosti Natezna trdnost do 63 Gpa(izmerjeno) Električna prevodnost Prozornost ali obarvanost ki se načrtujejo z geometrijo KNC 3D KNC struktura: poln, kompakten materijal, gostote 182 Kg/m3 nanoGradnja - zahteve3D KNC

17. Za 1m33D KNC je potrebno 3.6 GJ energije (klasična gradnja 3-13 GJ) 0.87106 m3 zraka (v 1m3 je 0.2g C) pri pretoku zraka 1m/s je potrebnih za 1m33D KNC 10 dni v 10 dneh dobimo potrebno energijo 3.6GJ s 70m2solarnih celic nanoGradnja - zahteve3D KNC

18. nanoGradnja - zahteveNanoroboti Trenutne raziskave so osredotočene na uporabo v medicini in elektroniki Mehanistični pristop http://www.foresight.org/nanomedicine/Gallery/Captions/Image218.html http://i190.photobucket.com/albums/z305/mooreth/qutemolsimbevelgear.gif

19. nanoGradnja - zahteveNanoroboti Mehanokemijska nanomanufaktura Biološki nanoroboti, krmiljeni z magneti

20. nanoGradnja - zahteveNanoroboti Zahteve: Energija iz svetlobe C izCO2iz zraka Instrukcije preko svetlobe (z ustrezno interpretacijo valovnih dolžin) sestavljanje3D KNC strukture z zahtevanimi lastnostmi http://www.zekesmithillustration.com/port/nature.html

21. nanoGradnja - zahteveNanoroboti Dosežki sintetične biologije:Escherichia chromi (Cambridge UK, iGEM 2009)

24. nanoGradnja - zahteveNanoroboti Skelet Euplectella sp. Aizenberg J, Weaver JC, Thanawala MS, Sundar VC, Morse DE, Fratzl P (2005). Skeleton of Euplectella sp.: Structural Hierarchy from the Nanoscale to the Macroscale, Science, 309 (5732): 275 - 278

25. nanoGradnja - zahteve Vprašanje zame ni ali lahko bio & nanotehnologija postavljene zahteve izpolnita, temveč kdaj jih bosta. Obstaja namreč potrditev koncepta. www.n2mbuilding.org

26. Vplivi? Na okolje: izključno pozitivni vplivi Na udobje: inerten, „topel“ material Na družbo: možni so različni scenariji Tehnologija kot javno dobro Tržne „sile“  pocenitev gradnje Višja kakovost gradnje Manjša potreba po delu človeka

27. nanoGradnja - skupina Danijel Rebolj, FG UM Martin Fischer, CIFE Stanford University Drew Endy, Biotech Stanford University Thomas Moore, Michigan State Univ. Roman Jerala, Kemijski inštitut Vlado Bazjanac, Lawrence Berkeley NL Andrej Šorgo, FNM UM