Това е твърде често срещан сценарий. Деградирали пътища, пълни с дупки, изтласкващи земните връзки до краен предел и износването им преждевременно. Или дори да доведе до края му, дали чрез пробиване и спукване на гуми, или повреден амортисьор.
Разходите са високи, както за шофьорите, изправени пред високи сметки за ремонт, така и за общините и други субекти, които трябва да поддържат или дори да изграждат същите тези пътища.
Сега следователите в Швейцария стигнаха до решение, което прилича повече на магия... черно, точно като тонът на асфалта. Те успяха да създадат пътища, способни да се самовъзстановяват, предотвратявайки образуването на злополучните дупки. Но това не е магия, а добра наука, използваща нанотехнологиите за решаване на проблем, който съществува откакто е създаден павираният път.
Как е възможно един път да се ремонтира сам?
Първо трябва да разберем как се образуват дупките. Асфалтът, от който е направен пътят, е подложен на високи нива на топлинно и механично натоварване, да не говорим за постоянното излагане на елементите. Тези фактори изтласкват материала до границата, генерирайки микропукнатини, които се разширяват с течение на времето, докато престанат да бъдат пукнатини и в крайна сметка се превърнат в дупки.
Тоест, ако предотвратим образуването на пукнатини, ще предотвратим образуването на дупки. Като? Тайната е в битума – черният вискозен свързващ материал, извлечен от суров нефт, който държи заедно всички материали, използвани в асфалта.
Към добре познатия битум е добавено точно количество наночастици от железен оксид, които гарантират възстановителните свойства. Те се нагряват, когато са изложени на магнитно поле. И те се нагряват до точката на топене на битума, като по този начин запълват всякакви пукнатини.
Етиен Жофроа, ETH Zurich и лаборатория за сложни материали EmpaИдеята е наночастиците да се слеят със свързващото вещество [...] и да се нагрее, докато потече бавно и затвори пукнатините.
Това решение не предотвратява самото образуване на пукнатини. С други думи, това ще принуди пътя от време на време да бъде изложен на магнитно поле, така че регенериращите свойства на материала да могат да влязат в сила. Според изследователите би било достатъчно веднъж годишно, за да се гарантира ефективността на решението. И още по-добре, дълголетието на пътя може да бъде удължено във времето до два пъти повече от сега.
По-дълъг живот, по-ниски дългосрочни разходи. Нито ще са необходими нови умения или оборудване за изграждане на пътища, тъй като наночастиците се добавят по време на процеса на приготвяне на битум.
За да изложите пътя на магнитно поле, изследователите предлагат оборудването на превозните средства с големи намотки, т.е. генератори на електромагнитно поле. Когато дойде време за ремонт на път, той щеше да бъде затворен за няколко часа, позволявайки на тези подвижни генератори да циркулират.
За да бъде решението напълно ефективно, пътят трябва да бъде изграден с този материал от нулата. Това обаче не пречи да се прилага върху съществуващи пътища, както казва Жофроа: „Можем да имаме някои наночастици в сместа и локално да приложим магнитно поле, като постигаме необходимата температура, за да обединим новия материал с този на съществуващ път”.
Целта на екипа сега е да намери бизнес партньори, които могат да мащабират системата и да намерят най-рентабилния метод за реалното й приложение.