Пару лет назад совместное исследование любезно предоставлено экспертами в Гарварде, Массачусетском технологическом институте и швейцарских лабораториях, выявили что -то необычное. Они обнаружили, что бетон, используемый римлянами, обладал самовосстанавливающимися свойствами, что дает ему нехарактерно высокую устойчивость, которая позволила некоторым из этих древних сооружений выжить примерно две тысячи лет, не рухнув в пыль. Партнерство с экспертами в Google, команда ученых и исследователей в настоящее время пытается взломать код для самовосстановления асфальтового материала, который мог бы избавить нас от выбоинов в современную эпоху.
Выбоины — это дорогостоящая проблема. Только Великобритания тратит более ста миллионов фунтов в год, чтобы исправить их. Тогда у нас есть проблемы, позы для автомобилей. Выбоины поднимают такие проблемы, как повреждение шин, проблемы выравнивания колес, проблемы с подвеской и риски для выхлопных систем транспортных средств, помимо угроз безопасности дорожного движения и рисков несчастных случаев. Что если мы сделаем дороги, которые заживают самостоятельно, не позволяя трещинам превращаться в выбоины?
С некоторой помощи со стороны ИИ эксперты из Королевского колледжа Лондона и Университета Суонси создали новый вид асфальтового материала, который может «отремонтировать свои собственные трещины с течением времени, устраняя необходимость в ручном обслуживании». Вдохновленный живыми растениями и тканями животных, которые сами по себе исцеляют травмы. Асфальтовые трещины, потому что материал связующего, называемый битумом, возраст с течением времени и становится хрупким. Из -за естественных факторов, таких как колебания температуры, он развивает трещины, в то время как просачивание воды только ухудшает его с течением времени.
Как Google AI решает проблему
Команда в Google полагается на ту же фундаментальную технику, которая позволила ИИ совершить прорывы в разработке лекарств. В этом случае эксперты создали виртуальные молекулы, используя стек Google AI, с целью изучения их химического взаимодействия с битумным компонентом асфальта. Команда утверждает, что обнаружила метод для обращения формирования трещины и позволить асфальту зашивать сам. В основе этого прорыва лежат крошечные споры.
Эти споры, изготовленные с использованием части растений и наполненные переработанным маслом, более тонкие, чем человеческие волосы. Когда асфальт начинает трескаться, масла высвобождаются и заполняют трещины. Согласно исследованию, специальный гибридный материал, созданный командой, может излечить микротрещины примерно за 50 минут. Исследование, опубликованное в прикладных материалах и интерфейсах, также знаменует собой первый раз, когда биологические споры, сделанные с переработанными маслами, продемонстрировали самовосстанавливающуюся активность в тротуарах. Нефтяная смесь, в данном случае, была получена из подсолнечника и смешалась со спорополенином, устойчивым, естественным происходящим полимером, который образует жесткую внешность споров растений и пыльцевых зерен.
Что касается технической стороны, исследователи разработали основу, управляемую данными, которые могут генерировать модели сложных органических жидкостей. Этот подход не только уменьшает смещение человека, но и ускоряет весь процесс создания точных репрезентативных моделей и молекулярных конструкций сложных жидкостей. Становится легче понять поведение и свойства жидкостей, ускоряя разработку новых продуктов.
Как споры вызывают самовосстановление в асфальте?
Думайте об этих спорах как о материалах, которые предоставляют клейкие сверхдержавы для асфальтового материала, используемого для создания дорог и тротуаров, что позволяет трещинах заживать во времени. Согласно исследованию, опубликованному в журнале «Материалы и структуры», мы имеем дело здесь, так это процесс, называемый термоокиседтным старением, который запускает образование трещин.
Из -за комбинированного эффекта высокой температуры и воздействия кислорода более легкие химические компоненты битумского испарения. В результате более тяжелые компоненты, такие как смолы и асфальтены, образуют кластеры, которые уменьшают текучесть битума. Вот как битум становится хрупким, и в конце концов начинают появляться трещины.
Это где споры или «альгинат» входят в картинку. Эти крошечные капсулы, заполненные низко-смешными маслами, возвращают эластичность и вязкость обратно в битумный материал, при этом справляя свою форму при смешивании с асфальтовым материалом. Со временем, когда начинают появляться трещины, или из -за механического напряжения тяжелых транспортных средств, движущихся на поверхности, стены этих капсул разрываются, освобождая материалы на основе биобообразных.
Масло диффундирует внутри трещин и медленно смягчает битум, позволяя ему течь, как плотная жидкость, и медленно запечатывает трещины самостоятельно. Аналогичные результаты были получены в других исследованиях, финансируемых Национальным агентством по исследованиям и разработкам чилийского правительства (ANID), подчеркивая преимущества самовосстановления этих «инкапсулированных омолаживателей». Дополнительные исследования также проводятся для разработки самовосстановления бетона с использованием устойчивых материалов. В конце концов, это лучший подход, чем использование ИИ для обнаружения выбоин.
