Je to až příliš běžný scénář. Degradované silnice, plné výmolů, tlačí zemní spoje na maximum a předčasně je opotřebovávají. Nebo dokonce vedoucí k jeho konci, ať už proražením a prasknutím pneumatik, nebo poškozeným tlumičem.
Náklady jsou vysoké jak pro řidiče, kteří se potýkají s vysokými účty za opravy, tak pro obce a další subjekty, které musí stejné silnice udržovat nebo dokonce rekonstruovat.
Nyní vyšetřovatelé ve Švýcarsku dospěli k řešení, které vypadá spíše jako magie... černé, stejně jako tón asfaltu. Podařilo se jim vytvořit silnice schopné svépomocné opravy a zabránit tak vzniku nešťastných výmolů. Ale není to magie, ale dobrá věda, pomocí nanotechnologií vyřešit problém, který existuje od doby, kdy byla vytvořena zpevněná cesta.
Jak je možné, že se silnice sama opraví?
Nejprve musíme zjistit, jak se tvoří díry. Asfalt, ze kterého je silnice vyrobena, podléhá vysoké úrovni tepelného a mechanického namáhání, nemluvě o neustálém vystavení přírodním živlům. Tyto faktory tlačí materiál na limity, vytvářejí mikrotrhlinky, které se časem rozšiřují, dokud nepřestanou být prasklinami a nakonec se stanou dírami.
Čili když zabráníme vzniku trhlin, zabráníme vzniku děr. Jako? Tajemství je v bitumenu – černém viskózním pojivovém materiálu získaném z ropy, který drží pohromadě všechny materiály používané v asfaltu.
Ke známé bitumenu bylo přidáno přesné množství nanočástic oxidu železa, které zaručují opravné vlastnosti. Ty se při vystavení magnetickému poli zahřívají. A zahřívají se až do bodu roztavení bitumenu, čímž vyplňují případné trhliny.
Etienne Jeoffroy, ETH Zurich a Empa Complex Materials LaboratoryMyšlenka je mít nanočástice srostlé s pojivem [...] a zahřívat ho, dokud pomalu teče a neuzavře trhliny.
Samotnému vzniku trhlin toto řešení nezabrání. Jinými slovy, donutilo by to vozovku čas od času vystavit magnetickému poli, aby se mohly projevit regenerační vlastnosti materiálu. Podle výzkumníků by k zaručení účinnosti řešení stačilo jednou ročně. A co je ještě lepší, životnost silnice by se tak mohla časem prodloužit, a to až na dvojnásobek, než je tomu nyní.
Větší životnost, nižší dlouhodobé náklady. Ke stavbě silnic by nebyly potřeba ani nové dovednosti nebo vybavení, protože nanočástice se přidávají během procesu přípravy bitumenu.
Aby byla silnice vystavena magnetickému poli, vědci navrhují vybavit vozidla velkými cívkami, tj. generátory elektromagnetického pole. Když přišel čas na opravu silnice, byla na několik hodin uzavřena, aby mohly tyto válcovací generátory cirkulovat.
Aby bylo řešení plně efektivní, měla by být silnice postavena z tohoto materiálu od základu. Nebrání však tomu, aby byla aplikována na stávající silnice, jak říká Jeoffroy: „Můžeme mít ve směsi nějaké nanočástice a lokálně aplikovat magnetické pole, čímž dosáhneme potřebné teploty ke spojení nového materiálu s materiálem. stávající silnice“.
Cílem týmu je nyní najít obchodní partnery, kteří dokážou škálovat systém a najít cenově nejefektivnější způsob jeho skutečné aplikace.