Asfalt, który sam się naprawi. Przełomowe odkrycie brytyjskich naukowców
Nowatorski asfalt, który sam naprawia pęknięcia, a nawet im zapobiegnie, może być rozwiązaniem dla problemu dziur na drogach na całym świecie. Badacze dowiedli, że ich nowy materiał potrafi zamykać mikropęknięcia na swojej powierzchni w ciągu godziny.
Dr Jose Norambuena-Contreras z próbką samonaprawiającego się asfaltu - Swansea University/KCL
Naukowcy z King's College London oraz Uniwersytetu w Swansea, we współpracy z badaczami z Chile, opracowali asfalt, który sam się odnawia, co eliminuje konieczność wykonywania napraw przez człowieka. Do jego stworzenia wykorzystali biomasę i sztuczną inteligencję. Okazuje się, że ten innowacyjny materiał, zawierający mikroskopijne cząsteczki wypełnione recyklingowanymi olejami, potrafi zamykać mikropęknięcia na swojej powierzchni w ciągu godziny.
Asfalt sam "zszyje" wszelkie uszkodzenia
Na jakiej zasadzie to działa? Asfalt będzie eliminował mikropęknięcia - wykorzystując do tego mikrokapsułki - małe porowate struktury pochodzenia roślinnego, które zawierają oleje pochodzące z recyklingu. Kiedy asfalt zaczyna pękać, oleje te są uwalniane, co odwraca proces pękania. Kiedy w asfalcie pojawia się pęknięcie, mikrokapsułki pękają, a uwolniony olej "zszywa" materiał.
Projekt ma na celu ograniczenie zależności od paliw kopalnych, poprzez wykorzystanie odpadów z biomasy i olejów z recyklingu do produkcji asfaltu. To podejście ma zmniejszyć emisję dwutlenku węgla i uczynić infrastrukturę drogową bardziej zrównoważoną. Badania wspiera też Google Cloud, dostarczając zaawansowane narzędzia AI do symulacji i analizy. Wnioski z prowadzonych analiz mają ogromny potencjał dla zrównoważonej infrastruktury na całym świecie.
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Inspiracją były niezwykłe procesy w przyrodzie
Badacze inspirują się procesami samonaprawy występującymi w przyrodzie. Chcą naśladować naturalne mechanizmy gojenia się ran u roślin i zwierząt, aby stworzyć asfalt, który potrafi sam się regenerować.
"W naszych badaniach chcemy naśladować właściwości lecznicze obserwowane w naturze. Na przykład, gdy drzewo lub zwierzę zostanie ścięte, ich rany naturalnie goją się z czasem, wykorzystując ich własną biologię"
Wszystko po to, by stworzyć bardziej trwałe i ekologiczne drogi, zmniejszając koszty utrzymania i emisję dwutlenku węgla.
Dr Jose Norambuena-Contreras z Uniwersytetu w Swansea, cytowany w komunikacie uczelni, podkreślił, że te zaawansowane technologie mają zapobiegać wczesnemu pękaniu dróg automatycznie, co w efekcie zmniejsza ryzyko powstawania dziur.
Badacze wykorzystali też AI do analizy struktury i właściwości bitumu (lepkiej, czarnej substancji w asfalcie) na poziomie molekularnym. Umożliwia to badanie procesów utleniania bitumu i powstawania pęknięć. Dzięki temu stworzono nowy model oparty na danych, przyspieszający symulacje atomowe, co przyczyniło się do pogłębienia wiedzy o oksydacji bitumenu i powstawaniu pęknięć.
Biomasa tańsza i bardziej ekologiczna
Naukowcy podkreślił również, że zastosowanie materiałów odnawialnych, takich jak odpady biomasy, w nowym asfalcie zmniejsza zależność od ropy naftowej i zasobów naturalnych. Dodał, że biomasa jest dostępna lokalnie na całym świecie i jest tania, a produkcja materiałów infrastrukturalnych z lokalnych zasobów, takich jak odpady, zmniejsza zależność od dostępności ropy, co wspiera te regiony świata, które mają ograniczony dostęp do asfaltu na bazie ropy naftowej.
Projekt samonaprawiającego się asfaltu to obiecujące rozwiązanie, które może przyczynić się do rozwiązania problemu dziur w drogach, zmniejszenia kosztów utrzymania infrastruktury i redukcji emisji dwutlenku węgla. Wykorzystanie sztucznej inteligencji, recyklingu i inspiracji z natury to elementy innowacyjnego podejścia, które może mieć duży wpływ na przyszłość infrastruktury drogowej. Potrzebne jest wsparcie i inwestycje, aby przyspieszyć wdrażanie tej technologii na szeroką skalę.
