材料科學創新技術 瀝青含植物孢子 自動修復道路裂縫

編譯/韋士塔 |2025.05.31
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科學家展示可自我修復的材料。圖/取自KCL官網
置入瀝青中的植物膠囊充滿回收油,可封住裂縫。圖/取自KCL官網
裝滿回收油的植物膠囊。圖/取自KCL官網
培養皿中的瀝青。圖/取自KCL官網
自我修復的瀝青可提高道路耐用性。圖/新華社

編譯/韋士塔

在現代交通系統中,路面的品質對安全和便利性至關重要。然而,路面不可避免的會因各種因素受損,出現坑洞與裂縫,這不僅影響行車安全,也增加維修成本。近來,英國與智利的科學家合作,開發出一種具有自我修復功能的瀝青,這項創新突破,可能成為解決道路問題的重要方案。

倫敦國王學院(King’s College London)、斯旺西大學(Swansea University)以及智利的科學家,以生物的自我修復能力為靈感,設計出一種能夠自我修復的瀝青。

研究團隊說明,許多動植物具備強大的修復能力。比如,有些植物在遭受外界傷害後,會迅速釋放孢子內的特殊化學物質來促進細胞再生。研究人員模仿自然界中的修復過程,設計含有植物孢子的瀝青;這些孢子內含有特殊的回收油,在路面承受壓力時,回收油會滲出,將周遭的瀝青軟化,自動填補縫隙。

倫敦國王學院的馬丁尼茲(Franciso Martin-Martinez)博士指出,他們研發的瀝青內含自然膠囊,初步測試已證實能有效修復道路。這項創新技術不僅提高了路面的耐用性,還降低了因為道路損壞而頻繁維修的需求,從而節省大量財力與人力。

根據英國汽車協會(The AA)統計,超過3成的用路人,曾因路面問題而導致車輛損壞,車輛修理費用平均達144英鎊(約新台幣5800元)。這不僅為民眾增加金錢上的負擔,還可能危及自行車與機車騎士的生命安全;此外,為了維修道路,政府也需支出高額費用;據統計,英格蘭與威爾斯每年需耗資1.43億英鎊(約新台幣57億元),用來維修道路。自我修復瀝青的出現,將可大幅提升道路安全,並降低政府和民眾的財務負擔。此外,使用自然材料,將可推動更永續的道路建設。

研究團隊指出,科學家們透過材料科學、生物學和環境科學等跨學科的合作,將生態系統中的自然修復機制導入人造材料的設計中;自我修復瀝青的開發是材料科學的重大突破,也突顯生態學與工程學間的緊密聯繫。

馬丁尼茲博士表示,研究人員發現某些微生物能夠在遭受損害的地方生成新的細胞,也成功把這種自然過程應用於新型瀝青的開發。這類研究不僅是道路建設的創新思路,也有望擴大應用至其他產業,包括建築、航空及汽車等領域。

研究團隊認為,隨著城市化的加速,交通量的增加,對道路安全與維修的需求勢必不斷上升,新型路面材料的研發也日益重要;自我修復瀝青的問世,為未來的城市基礎設施建設提供更環保的選項;未來,類似的材料將被應用到其他領域,促進更耐用與環保的建設方案,避免不必要的資源浪費,並減少對環境的負面衝擊。

馬丁尼茲博士表示,希望研究人員能借鑒生態系統的智慧,研發更多創新技術,以最環保的方式,為人們的生活帶來便利與安全。

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