Det er et altfor vanlig scenario. Forringede veier, fulle av hull, presser jordforbindelsene til det ytterste og sliter dem ut for tidlig. Eller til og med fører til slutten, enten det er ved punkteringer og sprengende dekk, eller en skadet støtdemper.
Kostnadene er høye, både for sjåfører som står overfor høye reparasjonsregninger, og for kommuner og andre enheter som må vedlikeholde eller til og med bygge om de samme veiene.
Nå har etterforskere i Sveits kommet frem til en løsning som ser mer ut som magi ... svart, akkurat som tonen i asfalten. De klarte å lage veier som var i stand til å reparere seg selv, og forhindret dannelsen av de skjebnesvangre jettegrytene. Men det er ikke magi, men god vitenskap, å bruke nanoteknologi for å løse et problem som har eksistert siden den asfalterte veien ble opprettet.
Hvordan er det mulig for en vei å reparere seg selv?
Først må vi finne ut hvordan hull dannes. Asfalten veien er laget av gjennomgår høye nivåer av termisk og mekanisk påkjenning, for ikke å snakke om konstant eksponering for elementene. Disse faktorene presser materialet til det ytterste, og genererer mikrosprekker, som utvider seg over tid til de slutter å være sprekker og ender opp med å bli hull.
Det vil si at hvis vi forhindrer dannelsen av sprekker, vil vi forhindre dannelsen av hull. Som? Hemmeligheten ligger i bitumen – det svarte viskøse bindematerialet, avledet fra råolje, som holder alle materialene som brukes i asfalt sammen.
Til det velkjente bitumenet ble det tilsatt en presis mengde jernoksid-nanopartikler som garanterer de reparerende egenskapene. Disse varmes opp når de utsettes for et magnetfelt. Og de varmes opp til et punkt hvor de kan smelte bitumenet, og dermed fylle eventuelle sprekker.
Etienne Jeoffroy, ETH Zürich og Empa Complex Materials LaboratoryTanken er å ha nanopartikler smeltet sammen med bindemidlet [...] og varme det opp til det flyter sakte og lukker sprekkene.
Denne løsningen forhindrer ikke dannelsen av sprekker i seg selv. Med andre ord ville det tvinge veien til å bli utsatt, fra tid til annen, for et magnetisk felt slik at de regenererende egenskapene til materialet kunne tre i kraft. Ifølge forskere vil det være nok en gang i året for å garantere effektiviteten til løsningen. Og enda bedre, veiens levetid kan dermed forlenges over tid, opptil dobbelt så mye som nå.
Større levetid, lavere langsiktige kostnader. Det vil heller ikke være nødvendig med ny kompetanse eller utstyr for å bygge veier, da nanopartikler tilføres under bitumenprepareringsprosessen.
For å utsette veien for et magnetfelt foreslår forskere å utstyre kjøretøy med store spoler, dvs. generatorer av det elektromagnetiske feltet. Når det var på tide å reparere en vei, ville den være stengt i noen timer, slik at disse rullende generatorene kunne sirkulere.
For at løsningen skal være fullt ut effektiv, bør veien bygges med dette materialet fra bunnen av. Det forhindrer imidlertid ikke at det brukes på eksisterende veier, som Jeoffroy sier: "Vi kan ha noen nanopartikler i blandingen og lokalt påføre et magnetisk felt, og oppnå den nødvendige temperaturen for å forene det nye materialet med det fra eksisterende vei».
Teamets mål nå er å finne forretningspartnere som kan skalere systemet og finne den mest kostnadseffektive metoden for dets faktiske anvendelse.