Surprinzător, nu este bine înțeles de ce se formează fisurile în asfalt
Ceva de așteptat cu nerăbdare: Cercetătorii au dezvoltat un nou tip de asfalt capabil să -și repare propriile fisuri în timp. Acest material, inspirat de abilitățile regenerative ale copacilor și anumitor animale, își propune să abordeze problema găurilor din Marea Britanie, care costă milioane anual în reparații, ca să nu mai vorbim de provocarea frustrării semnificative pentru șoferi.
Mecanismele exacte de formare a fisurilor în asfalt nu sunt pe deplin înțelese, dar adesea provin din întărirea bitumului din cauza oxidării. Pentru a aborda această problemă, oamenii de știință de la King’s College London și Universitatea Swansea au colaborat cu cercetătorii din Chile cu privire la modalități de a inversa acest proces și de a „custa” efectiv asfaltul înapoi.
Cercetătorii au folosit inteligența artificială, asumând în special capacitățile AI ale Google Cloud, pentru a dezvolta asfaltul auto-vindecător prin combinarea științei materialelor cu tehnici avansate de modelare.
Inovația cheie este un amestec sofisticat de microcapsule de spori naturale și întineritori pe bază de deșeuri. În experimentele de laborator, cercetătorii au demonstrat că acest nou material de asfalt ar putea vindeca un microcrack în mai puțin de o oră.
Amestecul de asfalt încorporează spori minusculi plini umpluți cu uleiuri reciclate. Aceste microcapsule sunt mai mici decât un fir de păr și sunt concepute pentru a se rupe atunci când fisurile încep să se formeze în asfalt. Când suprafața drumului este comprimată prin trecerea traficului, sporii își eliberează uleiul, înmuiați bitumul și permițându -i să revină împreună. Acest proces permite asfaltului să -și restituie propriile fisuri în timp, „cusând” materialul înapoi.
Cercetătorii au folosit algoritmi de învățare automată pentru a analiza moleculele organice în bitum pentru perspective asupra structurii moleculare și comportamentului materialelor asfaltice. Au dezvoltat modele bazate pe date care accelerează simulările atomiste și au avansat cercetarea în procesele de formare a fisurilor. AI a ajutat, de asemenea, la identificarea proprietăților chimice care contribuie la capacitățile de auto-vindecare și permit crearea de molecule virtuale, similare cu tehnicile utilizate în descoperirea medicamentelor.
Producția de asfalt pentru construcții și întreținere în Marea Britanie este o întreprindere masivă, cu peste 20 de milioane de tone produse anual. În timp ce industria s -a îndreptat către practici mai durabile prin încorporarea materialelor reciclate precum deșeurile alimentare, problema persistentă a fisurilor și a găurilor a rămas dificilă.
Această dificultate apare din cauza compoziției asfaltului de liant, agregate și goluri de aer, ceea ce complică predicția inițierii și propagarea fisurilor. Diversi factori care contribuie, inclusiv încărcarea traficului, fluctuațiile temperaturii, oxidarea, infiltrarea umidității și calitatea construcției, complică în continuare procesul și fac dificil modelul cu exactitate.
Asphalt-ul auto-vindecător este încă în faza de dezvoltare, dar are promisiune pentru îmbunătățirea infrastructurii și pentru promovarea sustenabilității la nivel mondial.
