Stalno prisutni problemi sa pukotinama i rupama na putevima mogli bi postati prošlost zahvaljujući novoj tehnologiji. Stručnjaci sa Univerziteta Svonsi i Kraljevskog koledža u Londonu, u saradnji sa Univerzitetom Bío-Bío u Čileu, razvijaju eksperimentalni asfalt koji se sam popravlja pomoću biljnih spora.
Samozaceljujući asfalt (Foto: Swansea University)
Glavni izazov u održavanju asfaltnih puteva je oksidacija bitumena, lepljive crne supstance koja vezuje komponente asfalta. Tokom vremena i usled izloženosti spoljnim uticajima, bitumen postaje sve tvrđi i krhkiji, što dovodi do pojave mikropukotina. Ako se te pukotine ne poprave na vreme, one se šire i formiraju veće pukotine, koje na kraju prerastaju u rupe na kolovozu.
Naučnici su koristili algoritme mašinskog učenja kako bi modelovali proces oksidacije bitumena i utvrdili tačku u kojoj on gubi elastičnost. Ključno rešenje pronađeno je u sporama mahovine Lycopodium clavatum, poznate kao prečica.
Oglas
Proces samozaceljivanja
Istraživači su prvo izdvojili spore iz ove mahovine i hemijskim procesima uklonili njihove reproduktivne ćelije, čime su ih učinili šupljim. Ove prazne spore zatim su napunili suncokretovim uljem pomoću vakuumskih i centrifugalnih metoda enkapsulacije.
Kada su tako pripremljene spore dodate u bitumen i korišćene za izradu uzoraka asfalta, pokazale su izuzetna svojstva. Naime, pri pojavi mikropukotina u asfaltu, spore unutar njih su pucale i oslobađale suncokretovo ulje. Ovo ulje omekšava i regeneriše oksidovani bitumen, što omogućava da se pukotine zatvore za manje od jednog sata.
Priroda kao inspiracija
Naučnici ističu da su u ovom istraživanju koristili biološke mehanizme koji se prirodno javljaju u živom svetu. Dr Francisco Martin-Martinez sa Kraljevskog koledža u Londonu objašnjava da su želeli da oponašaju način na koji se rane na drveću ili koži životinja prirodno leče.
Cilj je bio da asfalt funkcioniše na sličan način - da se automatski regeneriše i time produži njegov vek trajanja, uz smanjenje potreba za popravkama.
Potencijalne prednosti nove tehnologije
Ukoliko se ova tehnologija implementira na većem nivou, mogla bi doneti višestruke koristi:
- Smanjenje troškova održavanja - potreba za manuelnim popravkama puteva bi se značajno smanjila;
- Povećana bezbednost saobraćaja - sprečavanjem nastanka rupa smanjuje se rizik od nesreća;
- Ekološki benefiti - duži vek trajanja puteva znači manju potrošnju sirovina i nižu emisiju ugljen-dioksida prilikom proizvodnje asfalta.
Sledeći koraci
Iako je ova tehnologija još u eksperimentalnoj fazi, naučnici su optimistični u pogledu njene primene u realnim uslovima. Sledeći koraci uključuju testiranje u različitim klimatskim i saobraćajnim uslovima kako bi se utvrdila njena efikasnost na dugoročnom nivou.
Ako se ispostavi da je tehnologija uspešna u stvarnim uslovima, možemo očekivati da će u budućnosti putevi sami "zaceljivati" svoja oštećenja, smanjujući potrebu za redovnim popravkama i poboljšavajući kvalitet vožnje za sve učesnike u saobraćaju.
Samozaceljujući asfalt predstavlja jedno od najuzbudljivijih građevinskih rešenja u poslednje vreme. Kombinovanjem prirodnih procesa i savremenih tehnologija, naučnici otvaraju put ka pametnijim i dugotrajnijim infrastrukturnim rešenjima.
Ukoliko se ova tehnologija pokaže kao praktična i ekonomski isplativa, mogla bi značajno promeniti način na koji se putevi održavaju širom sveta.
Rad o ovom istraživanju objavljen je u časopisu ACS Applied Materials & Interfaces.
