15 دسامبر 2025، نیتیکا والتر-تصویر نمایشی
چرخه یخ-ذوب زمستان در جاده ها وحشیانه است و رفع خسارت سالانه میلیاردها هزینه دارد.ترک خوردن آسفالت، یخبندان و چالهها چیزی بیش از آزار رانندگان و عابران پیاده است.آنها خطرات ایمنی پایداری هستند که بودجه شهرداری را تحت فشار قرار می دهند، به ویژه در مناطق سردتر که دما به سرعت به زیر صفر می رسد.
اکنون، محققان میگویند که پاسخ به جادههای سختتر و طولانیتر ممکن است از یک منبع غیرمنتظره باشد: جلبکها.
یک مطالعه جدید توضیح میدهد که چگونه روغنهای مشتق شده از جلبکهای میکروسکوپی میتوانند جایگزین بخشی از بایندر مبتنی بر نفت مورد استفاده در آسفالت شوند و سطوح سنگفرش را انعطافپذیرتر، بادوامتر و سبزتر کنند.این رویکرد یکی از بزرگترین نقاط ضعف آسفالت را هدف قرار می دهد.
روسازی معمولی متکی به قیر است، ماده ای مبتنی بر نفت خام که ماسه و سنگ را به هم متصل می کند.
در حالی که قیر اجازه می دهد تا جاده ها در گرما منبسط شوند و در سرما منقبض شوند، با کاهش دما شکننده می شود و منجر به ایجاد شکاف هایی می شود که در زیر ترافیک و رطوبت پخش می شوند.برای رفع این مشکل، یک تیم تحقیقاتی به رهبری الهام فینی یک چسب لاستیکی و پایدار ساخته شده از روغن جلبک تولید کردند.کار قبلی این گروه نشان داد که روغن های مشتق شده از جلبک می توانند مانند قیر رفتار کنند در حالی که در دماهای پایین عملکرد بهتری دارند.
الهام فینی، سرپرست تیم تحقیقاتی، میگوید: «ترکیبات مشتق شده از جلبکها میتوانند مقاومت در برابر رطوبت، انعطافپذیری و رفتار خود ترمیمی را در آسفالت بهبود بخشند، به طور بالقوه عمر روسازی را افزایش داده و هزینههای نگهداری را کاهش میدهند.در درازمدت، آسفالت جلبکی میتواند به ایجاد جادههای پایدار، انعطافپذیر و سازگار با محیط زیست کمک کند.»
با تکیه بر این یافته ها، محققان از مدل سازی کامپیوتری برای تجزیه و تحلیل روغن های چهار گونه جلبک استفاده کردند. هدف شناسایی نامزدهایی بود که می توانستند به خوبی با مواد جامد آسفالت ترکیب شوند و در شرایط انجماد عملکردی باقی بمانند.
یک گونه برجسته بود. روغن حاصل از ریزجلبک سبز آب شیرین Haematococcus pluvialis قوی ترین مقاومت را در برابر تغییر شکل دائمی تحت تنش ترافیکی شبیه سازی شده نشان داد.همچنین محافظت بهتری در برابر آسیبهای ناشی از رطوبت ارائه میدهد که یکی از عوامل کلیدی تشکیل چالهها است.
آزمایشات آزمایشگاهی مواد را بیشتر پیش برد. این تیم نمونههای آسفالت تقویتشده با جلبک را در معرض بارگیری ترافیک مکرر و چرخههای یخ-ذوب قرار دادند که برای تقلید از شرایط دنیای واقعی در آب و هوای سرد طراحی شده بودند.
نتایج قابل توجه بود. روسازی ساخته شده با چسب مبتنی بر جلبک در مقایسه با آسفالت با استفاده از چسب نفت خام معمولی تا 70 درصد بهبودی در بازیابی تغییر شکل نشان داد.فراتر از دوام، پیامدهای زیست محیطی قابل توجه است. محققان تخمین می زنند که جایگزینی تنها 1 درصد از چسب های مبتنی بر نفت با مواد مشتق شده از جلبک می تواند انتشار خالص کربن از آسفالت را تا 4.5 درصد کاهش دهد.با تقریباً 22 درصد جایگزینی، روسازی آسفالت از نظر تئوری می تواند کربن خنثی شود.
این تیم میگوید این فناوری میتواند جادههایی با کارایی بالا را بدون جریمه هزینههای عمده ارائه دهد، در حالی که انتشار گازهای گلخانهای یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی روی زمین را نیز کاهش میدهد.
بودجه این کار توسط وزارت انرژی ایالات متحده تامین شده است.این یافته ها در مجله ACS Sustainable Chemistry & Engineering منتشر شد.
