谷歌的自我修復道路技術聽起來像科幻小說，但或許真的可行
幾年前，來自哈佛、麻省理工學院和瑞士實驗室的專家們進行的合作研究揭示了一個非凡的發現。他們發現，羅馬人使用的混凝土具有自我修復的特性，這使得這些古老的結構能夠在近兩千年內不會崩潰。如今，與谷歌的專家合作，一組科學家和研究人員正試圖破解自我修復瀝青材料的秘密，希望能消除現代社會中困擾我們的坑洞問題。
坑洞的問題代價高昂
僅在英國，每年就花費超過一億英鎊來修補坑洞。坑洞對汽車的影響也不容小覷，可能導致輪胎損壞、車輪對準問題、懸架故障，以及對車輛排氣系統的危險，此外還存在道路安全隱患和事故風險。如果我們能夠製造出能自我修復的道路，從而防止裂縫變成坑洞，那將會是多麼理想的情況呢？
在倫敦國王學院和斯旺西大學的專家們的幫助下，研究團隊創造了一種新型瀝青材料，能夠「隨著時間的推移修復自身的裂縫，消除人工維護的需求」。這一靈感來自於能夠自我癒合的植物和動物組織。瀝青之所以會產生裂縫，是因為其綁定材料——瀝青隨著時間的推移而老化，變得脆弱。由於自然因素，如溫度波動，它會出現裂縫，而水的滲透會進一步惡化這一情況。
谷歌AI如何解決這一問題
谷歌的團隊依賴於一種基本技術，這種技術使AI在藥物開發中取得了突破。在這種情況下，專家們使用谷歌的AI技術創造了虛擬分子，目的是研究它們與瀝青成分的化學相互作用。該團隊聲稱已經發現了一種方法，可以逆轉裂縫的形成，並使瀝青能夠自我「縫合」。這一突破的核心是微小的孢子。
這些孢子由植物部分製成，內部填充了回收的油，厚度僅比人髮還要薄。當瀝青開始出現裂縫時，油會釋放出來並填充裂縫。根據研究，團隊創造的特殊混合材料能在大約50分鐘內修復微裂縫。這項研究發表在《應用材料與界面》期刊上，也是首次證明使用回收油製成的生物基孢子在鋪路材料中展示自我修復活性。這種油的混合物來自向日葵，並與一種名為「孢子聚合物」的天然聚合物混合，該聚合物形成植物孢子和花粉顆粒的堅韌外殼。
在技術方面，研究人員開發了一種數據驅動的框架，可以生成複雜有機流體的模型。這種方法不僅減少了人為偏見，還加速了創建準確的代表性模型和複雜流體分子設計的整個過程。這使得理解流體的行為和特性變得更加容易，從而加快了新產品的開發。
孢子如何觸發瀝青的自我修復？
可以將這些孢子視為賦予瀝青材料粘合超能力的材料，使其能夠隨著時間的推移修復裂縫。根據發表在《材料與結構》期刊的研究，這裡涉及的過程稱為「熱氧化老化」，它會觸發裂縫的形成。
由於高溫和氧氣暴露的綜合作用，瀝青的輕化學成分會揮發，導致重的成分，如樹脂和瀝青質形成聚集，降低了瀝青的流動性。這就是瀝青變脆，最終出現裂縫的原因。
這時，孢子或「海藻酸鹽」就派上了用場。這些微小的膠囊內填充了低粘度的油，能夠恢復瀝青材料的彈性和粘度，同時在與瀝青材料混合時保持其形狀。隨著時間的推移，當裂縫開始出現，或由於重型車輛在表面行駛所產生的機械應力，這些膠囊的牆壁會破裂，釋放出生物基材料。
油會在裂縫中擴散，慢慢軟化瀝青，使其流動如同濃稠液體，並逐漸自我密封裂縫。智利政府的國家研究與發展機構（ANID）資助的其他研究也得出了類似的結果，突顯了這些「包裹型再生劑」的自我修復優勢。此外，目前還有研究正在進行，以使用可持續材料開發自我修復混凝土。畢竟，這比利用AI來檢測坑洞更具前瞻性。
這項研究不僅展示了科技在解決基礎設施問題上的潛力，更引發了我們對未來城市建設的思考。隨著環境問題日益嚴重，如何在不斷變化的氣候中建設更耐用的基礎設施，成為我們必須面對的挑戰。谷歌的自我修復道路技術或許能成為未來城市發展的一個重要里程碑，值得我們持續關注和期待。
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