Det är ett alltför vanligt scenario. Försämrade vägar, fulla av gropar, pressar markanslutningarna till det yttersta och sliter ut dem i förtid. Eller till och med leder till dess slut, oavsett om det är punkteringar och sprängda däck, eller en skadad stötdämpare.
Kostnaderna är höga, både för förare som står inför höga reparationskostnader och för kommuner och andra enheter som måste underhålla eller till och med bygga om samma vägar.
Nu har utredare i Schweiz kommit fram till en lösning som ser mer ut som magi... svart, precis som asfaltens ton. De lyckades skapa vägar som kunde reparera sig själv, vilket förhindrade bildandet av de olyckliga gropar. Men det är inte magi, utan god vetenskap, att använda nanoteknik för att lösa ett problem som har funnits sedan den asfalterade vägen skapades.
Hur är det möjligt för en väg att reparera sig själv?
Först måste vi ta reda på hur hål bildas. Asfalten som vägen är gjord av utsätts för höga nivåer av termisk och mekanisk påfrestning, för att inte tala om konstant exponering för väder och vind. Dessa faktorer pressar materialet till det yttersta och genererar mikrosprickor, som expanderar med tiden tills de upphör att vara sprickor och slutar bli hål.
Det vill säga, om vi förhindrar bildandet av sprickor kommer vi att förhindra bildandet av hål. Tycka om? Hemligheten ligger i bitumenet – det svarta trögflytande bindematerialet, som härrör från råolja, som håller ihop alla material som används i asfalt.
Till det välkända bitumenet tillsattes en exakt mängd järnoxidnanopartiklar som garanterar de reparerande egenskaperna. Dessa värms upp när de utsätts för ett magnetfält. Och de värms upp till den punkt där de kan smälta bitumenet, vilket fyller eventuella sprickor.
Etienne Jeoffroy, ETH Zürich och Empa Complex Materials LaboratoryTanken är att ha nanopartiklar smälta med bindemedlet [...] och värma det tills det flyter långsamt och stänger sprickorna.
Denna lösning förhindrar inte bildandet av sprickor i sig. Med andra ord skulle det tvinga vägen att då och då utsättas för ett magnetfält så att materialets regenererande egenskaper kunde träda i kraft. Enligt forskare skulle det räcka en gång om året för att garantera lösningens effektivitet. Och ännu bättre, vägens livslängd skulle därmed kunna förlängas med tiden, upp till dubbelt så mycket som nu.
Längre livslängd, lägre långsiktiga kostnader. Inte heller skulle ny kompetens eller utrustning behövas för att bygga vägar, eftersom nanopartiklar tillsätts under bitumenberedningsprocessen.
För att exponera vägen för ett magnetfält föreslår forskare att utrusta fordon med stora spolar, det vill säga generatorer av det elektromagnetiska fältet. När det var dags att reparera en väg skulle den vara avstängd i några timmar, så att dessa rullande generatorer kunde cirkulera.
För att lösningen ska bli fullt effektiv bör vägen byggas med detta material från grunden. Det hindrar dock inte att det appliceras på befintliga vägar, som Jeoffroy säger: "Vi kan ha några nanopartiklar i blandningen och lokalt applicera ett magnetfält, vilket uppnår den nödvändiga temperaturen för att förena det nya materialet med det från befintlig väg”.
Teamets mål är nu att hitta affärspartners som kan skala systemet och hitta den mest kostnadseffektiva metoden för dess faktiska tillämpning.