آسفالت جدید ترک نمی‌خورد

به گزارش خبرآنلاین، آسفالت معمولی از ترکیب سنگ‌دانه‌ها باقیر طبیعی (Bitumen) که ماده‌ای چسبناک و نفت‌پایه است، ساخته می‌شود. مهندسان تلاش می‌کنند که با افزودن گرافن استحکام این ترکیب را افزایش دهند.

گرافن که نخستین‌بار در دهه ۲۰۰۰ به‌صورت تجاری معرفی شد، از یک لایه منفرد اتم‌های کربن با آرایش شبکه‌ای شش‌ضلعی تشکیل شده است. این ساختار باعث می‌شود گرافن فوق‌العاده مقاوم و رسانا باشد. با ضخامتی یک میلیون بار کمتر از موی انسان، گرافن نازک‌ترین ساختار دوبعدی شناخته‌شده در جهان است.

گرافن هم‌اکنون در تولید باتری‌های الکتریکی، نیمه‌هادی‌ها و تجهیزات پیشرفته صنعتی به‌کار می‌رود، و با استحکامی ۲۰۰ برابر فولاد، حالا توجه برنامه‌ریزان شهری را نیز به‌عنوان افزودنی برای ساخت‌وساز جلب کرده است.

پروژه Gipave 

در سال ۲۰۲۲، مقامات شهرستان اسکس اعلام کردند که قصد دارند ترکیب آسفالت و گرافن را برای تولید ماده‌ای جدید با نام Gipave آزمایش کنند. در این پروژه بیش از ۱۶۵ تُن Gipave برای احداث یک لاین از ورودی بزرگراهی نزدیک لندن به کار رفت. لاین مجاور نیز با آسفالت معمولی پوشانده شد تا امکان مقایسه وجود داشته باشد.

در طول سه سال بعد، این مسیر در معرض عبور هزاران خودرو و کامیون قرار گرفت و تغییرات فصلی دما و رطوبت را تجربه کرد.

در پایان پروژه، ابتدا مقاومت هر نمونه خشک را در برابر فشار سنجیدند و سپس همان نمونه‌ها را پس از غوطه‌ور شدن ۷۲ ساعته در آب دوباره آزمایش کردند.

نتایج نشان داد آسفالت تقویت‌شده با گرافن در آزمون سختی ۱۰٪ عملکرد بهتر و در آزمون حساسیت به آب ۲۰٪ عملکرد بهتر داشته است. علاوه بر این، زمانی که Gipave دچار شکستگی شد، سنگ‌دانه‌ها ترک برداشتند نه چسب بین اجزا که نشانه‌ای روشن از مقاوم‌تر شدن ساختار کلی آسفالت با افزودن گرافن است. 

در این میان هزینه بالای اجرای Gipave نقطه‌ضعف بزرگ این طرح است. مهندسان تخمین می‌زنند که استفاده از این ماده حدود ۳ دلار برای هر متر مربع هزینه دارد. شاید این رقم ناچیز به‌نظر برسد، اما در مقیاس تعمیرات و بازسازی جاده‌ها نجومی خواهد شد. 

در یک سناریوی بسیار محافظه‌کارانه، بازسازی همه بزرگراه‌های آمریکا با Gipave حدود ۱۲۴.۳ میلیارد دلار هزینه خواهد داشت. با این حال، حتی اگر این فناوری تنها برای پر کردن چاله‌های موجود به‌کار رود، می‌تواند گام امیدوارکننده‌ای در جهت آینده‌ای بادوام‌تر و ایمن‌تر باشد.

منبع: popsci

۵۸۵۸