Асфальт с эфирным эфиром:

Самовосстанавливающиеся асфальтовые дороги, изготовленные из отходов биомассы и разработанные с помощью искусственного интеллекта (ИИ), могут предложить многообещающее решение проблемы выбоины Великобритании, которая оценивается в 143,5 миллиона фунтов стерлингов в год.

Команда ученых из Университета Суонси и Королевского колледжа Лондона, в сотрудничестве с учеными в Чили, разрабатывает новый тип асфальта самовосстановления, который может исправить свои собственные трещины без необходимости поддержания или вмешательства человека.

Трещины формируются, когда битум — липкий черный материал в асфальтовой смесью — выдерживает окисление, но точные процессы, стоящие за этим, не полностью известны.

Команда нашла способ обратить вспять и разработать методы, чтобы «сшивать» асфальт вместе, создавая более прочные и устойчивые дороги.

Во время исследования тип ИИ, известного как машинное обучение, использовался для изучения органических молекул в сложных жидкостях, таких как битум. Команда разработала новую модель, управляемую данными, для ускорения атомистического моделирования, продвижения исследований по окислению битума и формировании трещин. Они также сотрудничают с Google Cloud для моделирования поведения битума на компьютере.

Чтобы сделать асфальт «самовосстановление», команда включила крошечные пористые материалы, известные как споры, которые меньше, чем прядь волос и производится растениями. Эти споры заполнены переработанными маслами, которые выделяются, когда асфальт начинает треснуть, помогая обратить вспять процесс.

В лабораторных экспериментах был показано, что этот усовершенствованный асфальтовый материал полностью заживает микротрещин на своей поверхности менее чем за час.

Д-р Хосе Норамбуна-Контреры, старший преподаватель кафедры гражданского строительства в Университете Суонси и эксперт по самовосстановлению асфальта, сказал: «В рамках нашего междисциплинарного исследования мы собрали экспертов в области гражданского строительства, химии и Информатика, объединяя эти знания с современными инструментами AI Google Cloud.

«Мы гордимся тем, что продвигаем развитие самовосстановления асфальта с использованием отходов биомассы и искусственного интеллекта. Этот подход позиционирует наши исследования на переднем крае инноваций в устойчивой инфраструктуре, способствуя развитию сетевых дорог с повышенной долговечностью».

Значительная часть выбросов углерода с дорог связана с производством асфальта. Поскольку сектор шоссе все чаще расставляет приоритеты в сокращении углерода, чтобы поддержать цель правительства Великобритании по достижению выбросов в чистое нулевой к 2050 году, достижение инновационных битумных материалов для асфальтовых дорог стало ключевым приоритетом исследования.

Доктор Нораммбуэна-Контреры сказал: «Чтобы переходить к более устойчивым асфальтовым дорогам, правительству и частному сектору Великобритании должны инвестировать в инициативы, которые стимулируют инновации. Достижение этого видения к 2050 году будет возможным только благодаря объединенным усилиям академии, правительство правительства. и промышленность «.

Несмотря на то, что исследование команды все еще находится в разработке, обладает огромным потенциалом для улучшения инфраструктуры и повышения устойчивости по всему миру.

Доктор Франциско Мартин-Мартинес, эксперт по вычислительной химии в Королевском колледже Лондон, сказал: «В нашем исследовании мы хотим имитировать целительные свойства, наблюдаемые в природе. Со временем использование своей биологии.

«Мы также используем устойчивые материалы в нашем новом асфальте, включая отходы биомассы. Это снизит нашу зависимость от нефть и природных ресурсов. Отходы биомассы доступны на местном уровне и везде, и это дешево.

«Производство инфраструктурных материалов из местных ресурсов, таких как отходы, снижает зависимость от доступности нефти, которая помогает тем районам мира, которые имеют ограниченный доступ к асфальту на основе нефти».

Iain Burgess, руководитель государственного сектора UKI в Google Cloud, добавил: «Сначала мы работали с доктором Франциско Мартином-Мартинесом, когда он присоединился к программе Google Cloud Research Innovators в 2022 году, предоставив ему [with] Доступ к экспертам Google, техническим ресурсам и обучению для поддержки его исследований.

«Теперь вдохновляет, как команды в Swansea и King’s College London разблокируют силу облачных инструментов и ИИ, в том числе Gemini и Vertex AI, чтобы стимулировать более эффективные процессы и обнаружить химические свойства».

Текущее исследование д-ра Norambuena-Contreras о био-капсулированных решениях для самовосстановления асфальта также включает в себя создание капсул из биополимеров, полученных из коричневых водорослей и растительных маслов шины.