Se on aivan liian yleinen skenaario. Heikentyneet tiet, täynnä kuoppia, jotka työntävät maadoitusliitännät äärirajoille ja kuluttavat niitä ennenaikaisesti. Tai jopa johtaa sen loppuun, joko puhkeamisesta ja renkaiden halkeamisesta tai vaurioituneesta iskunvaimentimesta.
Kustannukset ovat korkeat sekä autoilijoille, joilla on korkeita korjauslaskuja, että kunnille ja muille tahoille, joiden on ylläpidettävä tai jopa rakennettava uudelleen näitä samoja teitä.
Nyt Sveitsin tutkijat ovat päässeet ratkaisuun, joka näyttää enemmän magialta… mustalta, aivan kuten asfaltin sävy. He onnistuivat luomaan teitä, jotka pystyivät korjaamaan itseään, estäen huono-onnisten kuoppien muodostumisen. Mutta se ei ole taikuutta, vaan hyvää tiedettä, joka käyttää nanoteknologiaa ratkaistakseen ongelman, joka on ollut olemassa päällystetyn tien luomisesta lähtien.
Miten tie voi korjata itsensä?
Ensin meidän on selvitettävä, kuinka reikiä muodostuu. Asfaltti, josta tie on valmistettu, altistuu korkealle lämpö- ja mekaaniselle rasitukselle, puhumattakaan jatkuvasta altistumisesta elementeille. Nämä tekijät työntävät materiaalin äärirajoille, jolloin syntyy mikrohalkeamia, jotka laajenevat ajan myötä, kunnes ne lakkaavat olemasta halkeamia ja muuttuvat reikiä.
Eli jos estämme halkeamien muodostumisen, estämme reikien muodostumisen. Kuten? Salaisuus on bitumissa – raakaöljystä johdetussa mustassa viskoosissa sidemateriaalissa, joka pitää kaikki asfaltissa käytetyt materiaalit yhdessä.
Tunnettuun bitumiin lisättiin tarkka määrä rautaoksidinanohiukkasia, jotka takaavat korjausominaisuudet. Nämä kuumenevat joutuessaan alttiiksi magneettikentälle. Ja ne lämpenevät siihen pisteeseen, että bitumi sulaa, mikä täyttää kaikki halkeamat.
Etienne Jeoffroy, ETH Zürich ja Empa Complex Materials LaboratoryAjatuksena on saada nanohiukkaset sulatettua sideaineeseen [...] ja lämmittää sitä, kunnes se virtaa hitaasti ja sulkee halkeamat.
Tämä ratkaisu ei estä itse halkeamien muodostumista. Toisin sanoen se pakottaisi tien altistumaan ajoittain magneettikentille, jotta materiaalin regeneratiiviset ominaisuudet voisivat vaikuttaa. Tutkijoiden mukaan se riittäisi kerran vuodessa takaamaan ratkaisun tehokkuuden. Ja mikä parasta, tien pitkäikäisyys voitaisiin näin pidentää ajassa jopa kaksinkertaiseksi nykyiseen verrattuna.
Pidempi käyttöikä, pienemmät pitkän aikavälin kustannukset. Uusia taitoja tai laitteita ei myöskään tarvittaisi teiden rakentamiseen, koska bitumin valmistusprosessin aikana lisätään nanohiukkasia.
Tien altistamiseksi magneettikentälle tutkijat ehdottavat ajoneuvojen varustamista suurilla keloilla, eli sähkömagneettisen kentän generaattoreilla. Kun oli aika korjata tie, se suljettiin muutaman tunnin ajan, jolloin nämä pyörivät generaattorit pääsivät kiertämään.
Jotta ratkaisu olisi täysin tehokas, tie tulisi rakentaa tällä materiaalilla alusta alkaen. Se ei kuitenkaan estä sen levittämistä olemassa oleville teille, kuten Jeoffroy sanoo: "Voimme sisältää nanohiukkasia seoksessa ja paikallisesti kohdistaa magneettikentän saavuttaen tarvittavan lämpötilan uuden materiaalin yhdistämiseksi olemassa oleva tie".
Tiimin tavoitteena on nyt löytää liikekumppaneita, jotka voivat skaalata järjestelmän ja löytää kustannustehokkaimman menetelmän sen varsinaiseen käyttöön.