아스팔트 포장 도로에 움푹 들어간 곳이 나타나는 것을 방지하려면 아직 작은 균열이 있을 때 패치를 적용해야 합니다. 이끼에서 추출한 포자를 사용하는 새로운 유형의 자가 치유 아스팔트가 언젠가는 그렇게 할 수 있을 것입니다. 영국 스완지 대학교(Swansea University)와 런던 킹스 칼리지(King's College London)의 과학자들은 현재 칠레 바이오바이오 대학교(University of Bio-Bío)의 동료들과 협력하여 실험 물질을 개발하고 있습니다.
연구진은 먼저 기계 학습 알고리즘을 사용하여 아스팔트의 검은 끈적끈적한 물질인 아스팔트가 환경 요인에 반응하여 산화되고 경화되는 방식을 시뮬레이션했습니다. 아스팔트가 어느 정도 굳어지면 늘어나는 것이 아니라 무거운 하중을 가하면 균열이 발생합니다.
더 큰 균열(결국 포트홀)이 형성되기 전에 초기 미세균열을 치유하려면 산화된 아스팔트를 젊어지게 하는 방법이 필요합니다. 포자가 바로 그 목적입니다.
과학자들은 처음으로 북동부 돌소나무(Lycopodium clavatum)에서 포자를 얻었습니다. 다양한 화학적 처리를 사용하여 연구자들은 이 포자에서 생식 세포를 제거하여 속이 비어 있게 만들 수 있었습니다.
다음으로, 과학자들은 진공 및 원심 캡슐화 기술을 사용하여 포자에 해바라기유를 첨가했습니다. 그런 다음 적재된 포자를 역청에 첨가하고, 이를 역청의 작은 조각을 생산하는 데 사용합니다.
아스팔트 샘플이 아스팔트에 미세 균열을 일으키는 조건에 노출되면 균열의 포자가 파열되어 해바라기유가 방출됩니다. 해바라기유는 산화된 아스팔트를 재생시켜 균열을 1시간 이내에 사라지게 합니다.
King's College London의 Francisco Martínez 박사는 이렇게 말했습니다. "우리 연구에서 우리는 자연에서 관찰되는 치유 특성을 모방하고 싶었습니다. 예를 들어, 나무나 동물이 잘리면 상처는 시간이 지남에 따라 자체 생물학을 통해 자연적으로 치유됩니다. 스스로 치유되는 아스팔트를 만들면 도로의 내구성이 향상되고 사람들이 움푹 들어간 곳을 메울 필요성이 줄어들 것입니다."
이번 연구에 관한 논문은 최근 ACS Applied Materials & Interfaces 저널에 게재되었습니다.