研究人員開發出可修復裂縫、阻止坑洞形成的自癒合瀝青
研究人員開發了一種新型瀝青,能夠隨著時間的推移自行修復裂縫。這種材料受到樹木和某些動物的再生能力的啟發,旨在解決英國的路面坑洼問題,每年修復路面坑洼花費數百萬美元,更不用說給司機帶來極大的挫敗感。

瀝青裂縫形成的確切機制尚不完全清楚,但它們通常源自於瀝青因氧化而變硬。為了解決這個問題,倫敦國王學院和斯旺西大學的科學家與智利的研究人員合作,研究如何逆轉這個過程並有效地將瀝青「縫合」在一起。
研究人員利用人工智慧,特別是利用Google Cloud 的AI 功能,將材料科學與先進的建模技術結合,開發出自修復瀝青。
關鍵創新是天然孢子微膠囊和廢物再生劑的複雜混合物。在實驗室實驗中,研究人員證明這種新型瀝青材料可以在不到一小時內修復微裂縫。
瀝青混合物中含有微小的植物孢子,孢子中充滿了回收的油。這些微膠囊比一根頭髮還小,當瀝青開始出現裂縫時,它們就會破裂。當路面被過往車輛擠壓時,孢子會釋放出油,軟化瀝青,使其重新流動在一起。這個過程使瀝青能夠隨著時間的推移修復自身的裂縫,有效地將材料「縫合」在一起。
研究人員使用機器學習演算法分析瀝青中的有機分子,以深入了解瀝青材料的分子結構和行為。他們開發了數據驅動模型,加速原子模擬並推進裂縫形成過程的研究。人工智慧還幫助識別有助於自癒能力的化學特性,並實現虛擬分子的創建,類似於藥物發現中使用的技術。
英國用於建築和維護的瀝青生產是一項艱鉅的任務,每年生產超過2000 萬噸。雖然該行業已開始透過採用食物垃圾等可回收材料來轉向更永續的做法,但持續存在的裂縫和坑洞問題仍然具有挑戰性。
這種困難是由於瀝青的黏合劑、骨材和氣孔的組成,這使得預測裂縫的起始和擴展變得複雜。 各種因素,包括交通負荷、溫度波動、氧化、水分滲透和施工質量,進一步使過程複雜化,並使其難以準確建模。
自修復瀝青仍處於開發階段,但它有望改善基礎設施並促進全球永續發展。