To je sasvim uobičajen scenarij. Degradirane ceste, pune rupa, guraju priključke zemlje do krajnjih granica i prerano ih troše. Ili čak dovesti do njegovog kraja, bilo zbog probijanja i pucanja guma, ili zbog oštećenog amortizera.
Troškovi su visoki, kako za vozače koji imaju visoke račune za popravke, tako i za općine i druge subjekte koji te iste ceste moraju održavati ili čak obnavljati.
Sada su istražitelji u Švicarskoj došli do rješenja koje više liči na magiju... crno, baš kao ton asfalta. Uspjeli su stvoriti ceste sposobne za samopopravak, spriječivši stvaranje nesretnih rupa. Ali to nije magija, već dobra znanost, korištenje nanotehnologije za rješavanje problema koji postoji otkako je asfaltirana cesta stvorena.
Kako je moguće da se cesta sama popravi?
Prvo moramo shvatiti kako nastaju rupe. Asfalt od kojeg je cesta izgrađena podliježe visokim razinama toplinskog i mehaničkog opterećenja, a da ne spominjemo stalnu izloženost elementima. Ti čimbenici potiskuju materijal do krajnjih granica, stvarajući mikro pukotine, koje se tijekom vremena šire dok ne prestanu biti pukotine i na kraju postanu rupe.
Odnosno, ako spriječimo stvaranje pukotina, spriječit ćemo nastanak rupa. Kao? Tajna je u bitumenu – crnom viskoznom vezivnom materijalu, dobivenom od sirove nafte, koji drži zajedno sve materijale koji se koriste u asfaltu.
Dobro poznatom bitumenu dodana je precizna količina nanočestica željeznog oksida koje jamče reparirajuća svojstva. One se zagrijavaju kada su izložene magnetskom polju. I zagrijavaju se do točke u kojoj mogu rastopiti bitumen i tako popuniti sve pukotine.
Etienne Jeoffroy, ETH Zurich i Empa Complex Materials LaboratoryIdeja je da se nanočestice spoje s vezivom [...] i zagrijavaju dok polako ne teče i zatvori pukotine.
Ovo rješenje ne sprječava samo stvaranje pukotina. Drugim riječima, prisilio bi cestu da se s vremena na vrijeme izloži magnetskom polju kako bi regenerirajuća svojstva materijala mogla djelovati. Prema istraživačima, bilo bi dovoljno jednom godišnje da se jamči učinkovitost rješenja. I još bolje, tako bi se dugovječnost ceste mogla produžiti s vremenom, i do duplo više nego sada.
Veća dugovječnost, niži dugoročni troškovi. Niti bi bile potrebne nove vještine ili oprema za izgradnju cesta, budući da se nanočestice dodaju tijekom procesa pripreme bitumena.
Kako bi se cesta izložila magnetskom polju, istraživači predlažu opremanje vozila velikim zavojnicama, odnosno generatorima elektromagnetskog polja. Kad bi došlo vrijeme za popravak ceste, ona bi bila zatvorena na nekoliko sati, što bi omogućilo tim kotrljajućim generatorima da kruže.
Da bi rješenje bilo u potpunosti učinkovito, cestu treba graditi ovim materijalom od nule. To, međutim, ne sprječava njegovu primjenu na postojećim cestama, kao što Jeoffroy kaže: „Možemo imati neke nano-čestice u smjesi i lokalno primijeniti magnetsko polje, postižući potrebnu temperaturu da spoji novi materijal s onom iz postojeća cesta”.
Sada je cilj tima pronaći poslovne partnere koji mogu povećati sustav i pronaći najisplativiju metodu za njegovu stvarnu primjenu.