黑魔法:自我修复的道路

Anonim

这是一个太常见的场景。退化的道路,充满坑洼,将地面连接推到极限并过早磨损。甚至导致它的尽头,无论是刺破和爆胎,还是减震器损坏。

对于面临高额维修费用的司机以及必须维护甚至重建这些相同道路的市政当局和其他实体而言,成本都很高。

现在,瑞士的调查人员找到了一种看起来更像魔法的解决方案……黑色,就像沥青的色调。他们设法建造了能够自我修复的道路,防止了命运多舛的坑洼的形成。但这不是魔法,而是好的科学,利用纳米技术解决自铺设道路创建以来就存在的问题。

一条路怎么可能自我修复?

首先,我们必须弄清楚孔是如何形成的。道路所用的沥青承受着高水平的热应力和机械应力,更不用说持续暴露在自然环境中了。这些因素将材料推向极限,产生微裂纹,这些微裂纹随着时间的推移而扩大,直到它们不再是裂纹并最终变成孔洞。

也就是说,如果我们防止裂缝的形成,我们就会防止孔洞的形成。喜欢?秘密就在沥青中——一种源自原油的黑色粘性粘合材料,它将沥青中使用的所有材料结合在一起。

在众所周知的沥青中,添加了精确数量的氧化铁纳米颗粒,以保证修复性能。这些当暴露在磁场中时会升温。它们加热到可以熔化沥青的程度,从而填充任何裂缝。

这个想法是让纳米颗粒与粘合剂融合在一起 [...] 并加热它直到它缓慢流动并关闭裂缝。

Etienne Jeoffroy,苏黎世联邦理工学院和 Empa 复杂材料实验室

该解决方案本身并不能防止裂纹的形成。换句话说,它会迫使道路不时地暴露在磁场中,从而使材料的再生特性生效。据研究人员称,一年一次就足以保证解决方案的有效性。更好的是,这条道路的寿命可以因此延长,最多是现在的两倍。

更长的使用寿命,更低的长期成本。修建道路也不需要新的技能或设备,因为在沥青制备过程中添加了纳米颗粒。

为了将道路暴露在磁场中,研究人员建议为车辆配备大型线圈,即电磁场发生器。当需要修路时,它会关闭几个小时,让这些滚动发电机循环。

为了使解决方案完全有效,道路应该从头开始用这种材料建造。然而,这并不妨碍它在现有道路上的应用,正如 Jeoffroy 所说:“我们可以在混合物中加入一些纳米颗粒并在局部施加磁场,达到必要的温度,将新材料与路面的温度结合起来。现有道路”。

该团队现在的目标是找到可以扩展系统并为其实际应用找到最具成本效益的方法的业务合作伙伴。

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