Це дуже поширений сценарій. Деградовані дороги, повні вибоїн, що розтягують заземлення до межі та передчасно зношують їх. Або навіть до його кінця, чи то через проколи та лопнувши шини, чи то пошкоджений амортизатор.
Витрати високі, як для водіїв, які стикаються з великими рахунками за ремонт, так і для муніципалітетів та інших організацій, яким доводиться утримувати або навіть відновлювати ці самі дороги.
Тепер швейцарські слідчі прийшли до рішення, яке більше схоже на магію… чорне, як і тон асфальту. Їм вдалося створити дороги, здатні до саморемонту, запобігаючи утворенню злощасних ям. Але це не магія, а хороша наука, яка використовує нанотехнології для вирішення проблеми, яка існує з моменту створення асфальтованої дороги.
Як можна відремонтувати дорогу самостійно?
Спочатку ми повинні з'ясувати, як утворюються отвори. Асфальт, з якого зроблена дорога, зазнає високих термічних і механічних навантажень, не кажучи вже про постійний вплив елементів. Ці фактори штовхають матеріал до межі, утворюючи мікротріщини, які з часом розширюються, поки не перестають бути тріщинами і в кінцевому підсумку перетворюються на отвори.
Тобто, якщо ми запобігти утворенню тріщин, ми запобігти утворенню отворів. Подібно до? Секрет у бітумі – чорному в’язкому в’яжучому матеріалі, отриманому з сирої нафти, який утримує всі матеріали, що використовуються в асфальті, разом.
До відомого бітуму додано точну кількість наночастинок оксиду заліза, які гарантують відновлювальні властивості. Вони під впливом магнітного поля нагріваються. І вони нагріваються до такої міри, що можуть розплавити бітум, заповнюючи тим самим будь-які тріщини.
Етьєн Жоффруа, ETH Zurich та лабораторія складних матеріалів EmpaІдея полягає в тому, щоб наночастинки злилися зі сполучною речовиною [...] і нагріти її, поки вона не потече повільно і не закриє тріщини.
Такий розчин не запобігає утворенню самих тріщин. Іншими словами, це змусить дорогу час від часу піддаватися впливу магнітного поля, щоб регенеруючі властивості матеріалу могли діяти. На думку дослідників, для гарантії ефективності рішення достатньо одного разу на рік. А ще краще, завдяки цьому довговічність дороги може бути продовжена в часі вдвічі більше, ніж зараз.
Більший термін служби, менші довгострокові витрати. Також не знадобляться нові навички чи обладнання для будівництва доріг, оскільки наночастинки додаються під час процесу приготування бітуму.
Щоб піддати дорогу впливу магнітного поля, дослідники пропонують оснащувати транспортні засоби великими котушками, тобто генераторами електромагнітного поля. Коли прийшов час ремонтувати дорогу, її закривали на кілька годин, дозволяючи цим косячим генераторам циркулювати.
Щоб рішення було повністю ефективним, дорогу потрібно будувати з цього матеріалу з нуля. Однак це не перешкоджає застосуванню його на існуючих дорогах, як каже Жоффруа: «Ми можемо мати деякі наночастинки в суміші та локально застосувати магнітне поле, досягаючи необхідної температури для з’єднання нового матеріалу з матеріалом існуюча дорога».
Зараз мета команди — знайти ділових партнерів, які зможуть масштабувати систему та знайти найбільш економічно ефективний метод її реального застосування.