AI 助力自修復瀝青：邁向永續淨零道路的一大步

由生物質廢棄物製成、在人工智慧（AI）協助下設計的自修復瀝青道路，或許能為英國的坑洞問題提供一個充滿希望的解決方案。據估計，英國每年處理坑洞問題的費用高達 1.435 億英鎊。

斯旺西大學和倫敦國王學院的科學家團隊，與智利的科學家合作，正在研發一種新型的自修復瀝青。這種瀝青能自行修復裂縫，無需維護或人工介入。

瀝青混合物中具黏性的黑色物質——瀝青質，會因氧化而硬化，從而形成裂縫，但背後的確切過程尚未完全清楚。

該團隊已找到逆轉裂縫形成的方法，並研發出將瀝青「縫合」回原狀的方式，打造出更耐用、更環保的道路。

在研究期間，一種稱為機器學習的 AI 技術被用於研究瀝青等複雜流體中的有機分子。團隊開發了一種新的資料驅動模型，以加速原子級模擬，推進對瀝青氧化和裂縫形成的研究。他們還與谷歌雲合作，在電腦上模擬瀝青的行為。

為了讓瀝青具備「自修復」能力，團隊加入了稱為孢子的微小多孔材料。這些孢子比一根頭髮還細小，由植物產生。孢子中充滿回收油，當瀝青開始出現裂縫時，回收油就會釋放，幫助逆轉裂縫形成的過程。

在實驗室實驗中，這種先進的瀝青材料被證明能在一小時內完全修復其表面的微裂縫。

斯旺西大學土木工程系高階講師、自修復瀝青專家何塞·諾蘭布埃納 - 孔特雷拉斯博士表示：「作為跨學科研究的一部分，我們匯聚了土木工程、化學和電腦科學領域的專家，並將這些知識與谷歌雲最前沿的 AI 工具相結合。」

「我們很自豪能利用生物質廢棄物和人工智慧推進自修復瀝青的研發。這種方法使我們的研究處於永續基礎設施創新的前沿，有助於打造更耐用的淨零道路。」

道路的碳排放很大一部分與瀝青生產有關。隨著公路部門越來越重視減碳，以支援英國政府到 2050 年實現淨零排放的目標，研發用於瀝青道路的創新瀝青材料已成為重要的研究重點。

諾蘭布埃納 - 孔特雷拉斯博士稱：「要向更永續的淨零瀝青道路轉型，英國政府和私營部門必須投資於推動創新的專案。要在 2050 年實現這一目標，唯有透過學術界、政府和業界的共同努力。」

儘管仍在研發中，但該團隊的研究在改善全球基礎設施和推進可持續發展方面具有巨大潛力。

倫敦國王學院計算化學專家弗朗西斯科·馬丁 - 馬丁內斯博士表示：「在我們的研究中，我們希望模仿自然界中觀察到的自我修復特性。例如，當樹木或動物受傷時，它們的傷口會隨著時間自然癒合，利用的是自身的生物機制。研發出能自我修復的瀝青，將提高道路的耐用性，減少人們填補坑洞的需求。」

「我們在新型瀝青中也使用了可持續材料，包括生物質廢棄物。這將減少我們對石油和天然資源的依賴。生物質廢棄物在各地都能取得，而且成本低廉。」

「利用像廢棄物這樣的本地資源生產基礎設施材料，可降低對石油供應的依賴，這對那些難以獲得石油基瀝青的地區很有幫助。」

谷歌雲英國及愛爾蘭公共部門負責人伊恩·伯吉斯補充道：「2022 年，弗朗西斯科·馬丁 - 馬丁內斯博士加入谷歌雲研究創新者計劃時，我們首次與他合作，為他提供了接觸谷歌專家、技術資源和培訓的機會，以支援他的研究。」

「如今，看到斯旺西大學和倫敦國王學院的團隊如何釋放基於雲端和 AI 工具（包括 Gemini 和 Vertex AI）的力量，推動更高效的流程並發現化學特性，令人振奮。」

諾蘭布埃納 - 孔特雷拉斯博士目前對瀝青自修復的生物基封裝解決方案的研究，還包括利用褐藻和植物油衍生的生物聚合物製造膠囊，以及透過廢舊輪胎的熱轉化開發再生劑。