エコスマート地盤材料とナノ工学土壌：汚染軽減と環境持続可能性のための地盤工学の革新

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Researchers in geotechnical or materials science can explore novel nanomaterials for sustainable infrastructure.

🏢実務担当者:Construction firms may consider these materials for enhancing soil properties and environmental compliance.

ナノテクノロジーとスマートマテリアルは、性能と持続可能性が向上した土壌関連インフラシステムを構築・分析・研究するための重要な分野として浮上している。本レビューは、ナノ工学処理土とスマートマテリアルにおける最近の進歩を、その種類と土壌マトリックスとの相互作用メカニズムを含めて網羅し、さらに安定処理、補強、センシング、地盤改良技術におけるそれらの将来の応用可能性を説明する。ナノシリカ、ナノクレイ、カーボンナノチューブ、グラフェン、ナノ炭酸カルシウムなどの広く使用されているナノマテリアルは、せん断強度、圧縮性、透水性などの地盤工学的特性を向上させる大きな可能性を有する。圧電材料、形状記憶合金（SMA）、電動ポリマー、自己修復複合材料を含むスマートマテリアルを用いた新規アプローチは、土壌システムに適応機能と統合センシング能力を付与し、リアルタイムモニタリングと適応挙動を可能にする。本レビューはまた、これらの先進材料を実装することの環境的影響と持続可能性に関する考慮事項についても議論する。この点に関して、ライフサイクルアセスメント（LCA）、潜在的な毒性、生物蓄積リスクの側面も強調され、グリーン地盤工学的実践と循環経済モデルを促進する一環として、環境に優しく生体模倣的な代替案の可能性が強調される。進歩が目前に迫る中、これらの材料の公共実装は、その分散性、長期的性能、高コスト、検証可能なガイドラインの欠如、規制枠組みなどの課題によって妨げられている。最後に、本論文は将来の研究の方向性、例えばフィールドスケールでの検証の必要性、スマート土壌システムのための人工知能およびモノのインターネット技術との統合、環境に優しく生体適合性のあるナノマテリアルの開発についての結論で締めくくる。本レビューは、ナノ工学処理土とスマートマテリアルが地盤工学を再形成できることを強調し、資産（インフラ）所有者と建設業界が、強靱で知的かつ持続可能なソリューションからどのように利益を得られるかについての将来を見据えた展望を提供する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Nanotechnology and smart materials have emerged as  crucial fields for building, analyzing, and studying soil-related infrastructure systems with enhanced performance and sustainability. This review covers the recent progress in nano-engineered soils and smart materials, including their types and mechanisms of interaction with soil matrices, and further explains their prospective applications in stabilization, reinforcement, sensing, and ground improvement technologies. Widely used nanomaterials, such as nano-silica, nano clay, carbon nanotubes, graphene, and nano-calcium carbonate, have  great potential to enhance geotechnical properties, including shear strength, compressibility, and permeability. A novel approach using smart materials, including piezoelectric materials, shape memory alloys (SMAs), electroactive polymers, and self-healing composites, bestows adaptive functions and integrated sensing capabilities upon soil systems, enabling real-time monitoring and adaptive behavior. This review also discusses the environmental consequences and sustainability considerations  of implementing these advanced materials. In this regard, aspects of life cycle assessment (LCA), potential toxicity, and bioaccumulation risks are also highlighted, and the potential of eco-friendly and bio-inspired alternatives is highlighted as part of promoting green geotechnical practices and models of the circular economy. With advances on the horizon, the public implementation of these materials is impeded by challenges, including challenges with their dispersion, their long-term performance, their high costs, the lack of verifiable guidelines, and regulatory frameworks. Finally, the paper concludes with directions for future research, such as the necessity for field-scale validations, integration with Artificial Intelligence and Internet of Things technologies for smart soil systems, and formulation of eco-friendly, bio-compatible nanomaterials. This review emphasizes that nano-engineered soils and smart materials can reshape geotechnical engineering and offers forward-looking perspectives on how asset (infrastructure) owners and the construction industry may benefit from resilient, intelligent, and sustainable solutions.

• semanticscholar https://doi.org/10.46488/nept.2026.v25i02.d1823first seen 2026-06-29 07:42:02 · last seen 2026-09-22 05:13:40