自愈合沥青利用植物孢子防止坑洞形成

2025年02月27日 07:41 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

如果想阻止沥青路面出现坑洼,就必须在它们还只是微小裂缝的时候就把它们修补好。 利用从苔藓中提取的孢子,一种新型自愈合沥青有朝一日就能做到这一点。英国斯旺西大学(Swansea University)和伦敦国王学院(King's College London)的科学家目前正在与智利比奥比奥大学(University of Bio-Bío)的同事合作开发这种实验材料。

研究人员首先利用机器学习算法来模拟沥青(沥青中的黑色粘性物质)在环境因素作用下氧化和硬化的方式。 沥青一旦硬化到一定程度,在承受重载时就会出现裂缝,而不是拉伸。

为了在最初的微裂缝形成更大的裂缝(最终形成坑洼)之前使其愈合,需要有一种方法来使氧化的沥青恢复活力。 这就是孢子的作用所在。

科学家们首先从东北石松(Lycopodium clavatum)中获取孢子。 利用各种化学处理方法,研究人员能够去除这些孢子中的生殖细胞,使它们成为空心的。

东北石松产生和释放孢子是其繁殖周期的一部分

接下来,科学家们利用真空和离心封装技术,在孢子中添加了葵花籽油。 然后将装载的孢子添加到沥青中,沥青又被用于生产小块沥青。

当沥青样品受到导致沥青出现微裂缝的条件影响时,裂缝中的孢子破裂并释放出葵花籽油。 葵花籽油使氧化的沥青恢复了活力,使裂缝在不到一小时的时间内消失。

伦敦国王学院的弗朗西斯科-马丁-马丁内斯博士说:"在我们的研究中,我们希望模仿自然界中观察到的愈合特性。例如,当树木或动物被割伤时,它们的伤口会随着时间的推移利用自身的生物学特性自然愈合。 制造能够自我愈合的沥青将提高道路的耐久性,减少人们填补坑洼的需要。"

有关这项研究的论文最近发表在ACS Applied Materials & Interfaces杂志上。

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