Dưới đây là các nguyên vật liệu rất đáng cân nhắc được nằm trong vốn từ vựng về thiết kế của bất kì một kiến trúc sư nào. Từ những vật liệu rất đỗi quen thuộc (như bê tông và thép) đến những vật liệu mà rất có thể các độc giả chưa bao giờ biết đến. Vật liệu cấu thành nên một công trình chính là thứ cơ thể chúng ta tiếp xúc trực tiếp đến; chiếc tay cầm bằng kim loại lạnh lẽo, bức tường bằng gỗ ấm áp và ô cửa sổ bằng kính cứng cáp, tất cả sẽ tạo ra một bầu không khí hoàn toàn khác biệt. Chất liệu có tầm quan trọng như hình thức, chức năng và vị trí - hoặc đúng hơn, không thể tách rời khỏi cả ba.

1. Bê tông

Bê tông là vật liệu xây dựng được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới, điều đó khiến bê tông trở thành nguyên vật liệu sáng giá nhất để chúng ta khởi đầu tìm hiểu trong bài này. Tuy nhiên bê tông cũng có những tác động đáng kể đến môi trường, bao gồm sự gia tăng 5% khí thải carbon toàn cầu. Để biết tất cả những thiết kế về bê tông, Concrete Center có một bộ sưu tập các báo cáo hữu ích, và nhiều trong số đó là miễn phí dành cho các đối tượng đăng kí.

2. Gỗ

Một trong những vật liệu xây dựng truyền thống và lâu đời nhất trên thế giới chính là gỗ. Loại vật liệu này đang bắt đầu mang những hình thức mới nhờ các sản phẩm gỗ mới được thiết kế, với những tòa nhà chọc trời cùng sự ra đời của một loại gỗ tính trong mờ, loại hình vật liệu đa dạng này ngày càng được nâng lên một tầng cao mới. Và Rethimk Wood có hẳn một bộ sưu tập tuyệt vời về nguồn nguyên liệu gỗ này để có thể tìm hiểu, và giúp ích cho các kiến trúc sư trong việc thiết kế với gỗ.

3. Thép

Thành phố Skylines thuộc Singapore theo như chúng ta được biết đến như một sự đột phá trong công nghiệp tìm ra thép, ở đây thép được sử dụng như công cụ để gia cố tăng cường, nhưng vẫn để lộ ra bên ngoài một vỏ bộc đẹp đẽ và sang trọng. Trang wiki steelconstruction.info cung cấp cho chúng ta mọi điều cần biết về công việc thiết kế với thép.

4. Nhựa

Mặc dù vật liệu nhựa thường được đánh giá là loại vật liệu rẻ tiền, và không bền đối với một số người. Tuy nhiên, không nên quá vội để đánh giá hết các khả năng mà vật liệu nhựa có thể mang lại. Chúng ta sản xuất quá nhiều nhựa; vậy tại sao chúng ta không tái chế chúng dưới dạng một công trình kiến trúc hay là nhựa sinh học? Hoặc là cả một chân trời mới về ngành công nghệ in ấn 3D? Hội đồng hóa học Hoa Kỳ đang có một cái nhìn tổng quan tuyệt vời về loại vật liệu dẻo này, cũng như những mục đích sử dụng chính của chúng trong ngành kiến trúc.

.

5. Đá

Lại một vật liệu khác đã từng được sử dụng bởi rất nhiều thế hệ, từ khắp các nơi trên Thế giới, đá có nhiều thuộc tính đa dạng về kết cấu, màu sắc và cả thế mạnh. Mặc dù rất nặng, và rắn chắc, người thợ vẫn có thể làm việc với chúng để đạt được sự đa dạng về hình thức.  The Building Stone Institute đang lưu giữ lượng lớn nguồn tài nguyên từ những tờ thông tin rời, tới những bản kê khai cụ thể về những loại đá thông dụng nhất cho ngành công nghiệp xây dựng hiện nay.

6. Dệt may

Ngành công nghệ dệt may được khai thác nhiều nhất nhờ cấu trúc bền vững của vật liệu, tuy nhiên hiện nay càng có nhiều cơ hội mở rộng hơn cho lĩnh vực này: ghế vải chịu lực, nhà hơi, khuôn vải, và thậm chỉ vải gỗ cùng nhiều ứng dụng khác. Fabric Architecture Magazine có hẳn một bộ sưu tập các bài viết về kĩ thuật cho các kiến trúc sư, và trong khi vừa hướng dẫn về tài nguyên vải tạp chí còn đồng thời cung cấp cái nhìn tổng quan toàn diện về các sản phẩm trên thị trường trong chuyên mục này.

7. Kính

Một trong những vật liệu thông dụng nhất được sử dụng nhằm đạt được độ trong suốt và tối ưu về ánh sáng, không còn nghi ngờ gì đó chính là kính, một trong những yếu tố mặt tiền được sử dụng phổ biến nhất được sử dụng trong ngành kiến trúc đương đại. Một số kiến trúc sư hiện đang tiến thêm một bước nữa, cố gắng mở rộng hơn và cải thiện tính chất nhằm tạo ra một loại kính “thông minh”. PPG Glass Education Center là một địa chỉ tuyệt vời để tìm hiểu sâu hơn về chủ đề này.

8. Gạch

Mặc dù mang hình dáng chữ nhật, cứng nhắc và vừa khích lòng bàn tay người cầm nó, những công trình kiến trúc từ gạch vẫn cho thấy được khả năng tạo ra một vẻ đẹp cuốn hút khi được thực hiện bởi những tay nghề điêu luyện. Những nhà tư tưởng sáng tạo mới cũng đang tìm kím những cải cách nhằm kết hợp tính vững chắc vào những công trình xây dựng nhỏ. Brick Development Association có hẳn bộ sưu tập các nguồn thông tin về gạch để có thể tìm hiểu thêm.

9. Kevlar

Một vật liệu lạ, cứng hơn cả vỏ áo giáp bằng kim loại, nhưng với độ căng bền vững tuyệt vời, Kevlar chắc chắn và nguồn tài sản quý báu khi xây dựng các công trình lớn. Tuy nhiên, với cấu tạo kém cứng nhắc hơn so với thép, chúng có thể được cải tiến theo hướng mà chúng ta nghĩ đến: một cấu trúc trụ lớn chịu lực. Là một vật liệu vẫn còn tương đối mới, có rất ít nguồn thông tin toàn diện về các ứng dụng kiến ​​trúc của Kevlar, nhưng với các bài báo và các trích đoạn trong quyển Material Achitecture của John Fernades là nơi tốt nhất để khởi đầu tìm hiểu sâu hơn cho loại vật liệu này.

10. Tre

Việc sử dụng tre nói chung trong kiến trúc, chịu sự chi phối mạnh mẽ bởi vị trí địa lí của công trình kiến trúc đó. Ở những nơi tre mang ý nghĩa lớn, chúng trở thành loại vật liệu đáng kinh ngạc về độ linh hoạt, bền và vững chắc, một loại vật liệu hữu ích cho nhiều mục đích sử dụng.

11. Sợi carbon

Một loại vật liệu phản ánh tất cả những nỗ lực của chúng tôi trong tìm kiếm loại vật liệu mới: “vật liệu từ sợi carbon khỏe hơn thép năm lần, cứng cáp gấp đôi nhưng trọng lượng lại đặc biệt nhẹ hơn”. Thành phần sợi carbon khiến cho loại vật liệu này trở nên linh hoạt trong gia công, cho phép chúng được uốn nắn tạo nên những hình thù từ bề mặt cho đến phần cốt lõi, tùy thuộc vào yêu cầu của bạn.

12. Photovoltaic cells (tạm dịch: Tế bào quang điện)

Với sự gia tăng các công trình cao tầng trên Trái đất, đây vẫn còn là một điều đáng thắc mắc vì sao các mặt ngoài tế bào quang điện vẫn chưa thể trở thành một chuẩn mực mới về nguyên vật liệu.  Ngày nay cùng với sự tiến hóa của ngành công nghệ quang điện, loại vật liệu này không còn phải nhất thiết nằm cứng nhắc ở những vị trí cao trên mái nhà. Thông tin chi tiết hơn về quang điện trong xây dựng có thể được tìm thấy ở Sổ Tay thiết kế của The International Energy Agency.

13. Đất

Đất là một trong những vật liệu xây dựng lâu đời nhất mà chúng ta có thể nghĩ đến do khả năng dễ tiếp cận gần như toàn cầu và dễ dàng sử dụng ở quy mô nhỏ. Có thể được nén thành những module, hay tạo ra những bề mặt tự do, để cuối cùng tất cả đều có thể quay trở về thành cát bụi.

14. Chất thải

Chúng ta đang sản xuất một lượng khổng lồ chất thải trên nền sản xuất các vật liệu khác, nhưng để tìm hiểu kĩ hơn về chất thải của chúng ta đó lại là một ý tưởng tuyệt vời cho các kiến trúc sư tương lai. Cho dù chỉ là chuyển đổi điếu thuốc lá thành vật liệu xây dựng hoặc các chai nhựa để chống lại trận động đất, công việc tái chế vẫn là một việc làm đáng được ngưỡng mộ.

15. Rơm rạ

Không lạ gì khi các mái nhà lợp rơm trở nên khá phổ biến trong quá khứ. Có khả năng vừa tạo một môi trường cách nhiệt,vừa che mưa nắng nhưng vẫn giữ được sự hòa quyện vào môi trường tự nhiên xung quanh,… là một trong những điều mà loại vật liệu thân thiện này có thể làm được.

16. Nguyên liệu hữu cơ

Với sự mất mát lớn về môi trường sống đang xảy ra trên khắp thế giới, thì việc tìm hiểu về các cấu trúc hữu cơ nguồn gốc động vật là điều nên được thực hiện càng sớm càng tốt. Không chỉ chúng ta học hỏi được về việc sử dụng nguyên liệu, đây còn mở ra những cơ hội cho chúng ta cùng tồn tại thông qua việc kết hợp các vật liệu hữu cơ vào kiến trúc.

Với tất cả nguyên vật liệu kể trên đây, khả năng tiếp cận và chi phí đóng một vai trò rất lớn. Và chắc chắn là vẫn còn nhiều nguyên vật liệu khác chưa được liệt kê ở trên lại là sự lựa chọn hiển nhiên hơn trong những mục đích cụ thể,vì thế hãy chắc chắn rằng bạn đã tìm hiểu kĩ về những vật liệu xung quanh bạn và đảm bảo rằng mình đã có được nguồn nguyên liệu phù hợp nhất.

a. Tơ nhện tổng hợp

Tơ nhện là một trong những loại vật liệu ấn tượng nhất thế giới tự nhiên, với độ bền cực kỳ cao. Các nhà nghiên cứu từ lâu đã muốn tạo ra một phiên bản tổng hợp giống như tơ nhện, nhưng cách để tạo ra một loại vật liệu có tính chất tương tự vẫn là một bí ẩn cho tới bây giờ.

Một nhóm nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Massachusetts đã sử dụng kỹ thuật in 3D để tạo ra hình mạng nhện giả để tìm hiểu thêm về cấu trúc của chúng. Họ tin rằng điều này là bước tiếp theo hướng tới một phiên bản tổng hợp.

b. Tơ tằm

Tương tự sự ám ảnh của con người với kim cương – thứ vật chất cứng nhất trên thế giới, sự hứng thú và tò mò đối với tơ tự nhiên chưa bao giờ thuyên giảm: Chúng bền chắc hơn cả thép, nhẹ, siêu mịn và đặc biệt siêu linh hoạt. Các nhà khoa học đã từng cố gắng tái tạo loại vật liệu này, nhưng chưa thành công. Gần đây, một nhóm nhà nghiên cứu từ MIT Media Lab đã phát hiện ra cách kiểm soát những con tằm, khiến chúng nhả tơ theo ý muốn và tạo ra những cấu trúc bằng tơ lụa.

17. Graphene

Graphene không phải là một loại vật liệu mới, thực tế nó đã được sử dụng trong xây dựng. Về lý thuyết, đó là một loại vật liệu xây dựng xuất sắc, vì nó vô cùng nhẹ trong khi cứng hơn cả thép và sợi cacbon. Có nhiều khả năng, trong tương lai nó có thể kết hợp với các vật liệu xây dựng truyền thống để tạo ra các cấu trúc vững chắc, ấn tượng hơn.

Tuy nhiên, sản xuất graphene rất khó khăn nên các nhà xây dựng đã ít có cơ hội sử dụng loại vật liệu này trong các dự án. Đến bây giờ, phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge của Mỹ chỉ mới phát triển một phương pháp mới để sản xuất Graphene, đó là sử dụng kỹ thuật lắng đọng hơi hóa chất.

Ivan Vlassiouk, Trưởng nhóm thực hiện dự án này cho biết, phát hiện này mở rộng đáng kể các ứng dụng tiềm năng và thị trường cho graphene. Bước tiếp theo của dự án làm giảm chi phí sản xuất và mở rộng khả năng ứng dụng của loại vật liệu này để được sử dụng rộng rãi.

18. Vật liệu Nano

Công nghệ Nano đã giúp nền công nghệ vật liệu vượt ra khỏi đường biên giới hạn, đạt được những điều mà quá khứ từng cho là không thể. Khi được kết hợp với bê tông cường lực, những vật liệu nano như ống nano carbon (CNTs) sẽ tạo ra những vật liệu mới chịu được sức nén và sức ép rất mạnh mẽ. Thép thanh sẽ không còn cần thiết và quá trình xây dựng sẽ được đẩy nhanh hơn bao giờ hết. Không chỉ dừng lại ở đó, tiềm năng của vật liệu Nano còn thể hiện ở những loại vật liêu siêu nhẹ hay bê tông tự phục hồi phía trên.

Concept Mega-City Pyramid của Shimizu TRY 2004 cho Tokyo là một đề xuất lớn đến mức nó chỉ có thể được hoàn thành với sự trợ giúp của ống nano cacbon.

19. Aerogel cách điện

Dù là ảnh hưởng của biến đổi khí hậu hay cắt giảm chi phí năng lượng thì tất cả mọi người đều đang mong muốn những công trình hiệu quả và thân thiện với môi trường. Vật liệu cách điện, vì nguyên nhân đó, trở thành một vấn đề nóng hổi, đặc biệt với sự xuất hiện của Aerogel – không chỉ là một trong những vật liệu nhẹ nhất mà còn nằm trong top những chất cách điện tốt nhất (giữ 13 kỷ lục Guiness năm 2011). Được phát triển bởi NASA, Aerogel phục vụ chủ yếu cho nhu cầu dân dụng và thương mại.

Ngoài cách điện, Aerogel còn có đặc tính độc đáo là mờ, có thể dùng để xây dựng những “ngôi nhà kính”.

20. Bụi thép

Đây có thể là một cái tên khá mới trong thế giới vật liệu, nhưng trước hết, hãy nhìn vào công năng đã được thẩm định của chúng. Bụi thép có thể nén và tạo thành một khối bê tông thực thụ. Đồng thời, độ linh hoạt của bụi thép cao hơn rất nhiều so với bê tông tiêu chuẩn. Chúng có khả năng chống lại địa chấn của động đất, ở dạng khô chúng còn có thể hấp thụ các chất độc như cacbon dioxide, triệt tiêu đi một lượng đáng kể khí thải trong môi trường.

Tổng hợp Google