ABOUT THE SPEAKER
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable.

Why you should listen

Erik Schlangen is a Civil Engineering professor at Delft University of Technology and the Chair of Experimental Micromechanics. His areas of research include durability mechanics and "self-healing" materials, like the asphalt and concrete he and his team have developed that can be repaired with induction. This special asphalt is made with tiny steel wool fibers, which, when heated with induction, extends the life of the material. Currently Schlangen and his team are testing the asphalt on the A58 road near Vilssingen in the Netherlands, with the hope that it can be used in future roads all over the country.

More profile about the speaker
Erik Schlangen | Speaker | TED.com
TEDxDelft

Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt

Erik Schlangen: "Samoopravitelný" asfalt

Filmed:
1,041,208 views

Na zpevněné silnice se dobře dívá, ale velice lehce se poškodí a oprava je drahá. Erik Schlangen předvádí nový druh porézního asfaltu vyrobeného z jednoduchých materiálů s udivujícími vlastnostmi: když popraská, může být opraven indukčním ohřevem. (Natočeno na TEDxDelft.)
- Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:53
(HammerKladivo)
0
37295
2824
(Kladivo)
00:59
(LaughterSmích)
1
43184
4034
(Smích)
01:19
(MicrowaveMikrovlnná trouba beepspípnutí) (LaughterSmích)
2
64076
5924
(Pípání mikrovlnné trouby) (Smích)
01:31
You probablypravděpodobně all agreesouhlasit with me
3
75696
2025
Asi se mnou všichni souhlasíte,
01:33
that this is a very nicepěkný roadsilnice.
4
77721
2775
že toto je velice pěkná silnice.
01:36
It's madevyrobeno of asphaltasfalt,
5
80496
2159
Je z asfaltu.
01:38
and asphaltasfalt is a very nicepěkný materialmateriál to driveřídit on,
6
82655
3234
A na asfaltu se moc příjemně jezdí,
01:41
but not always, especiallyzvláště not on these daysdnů as todaydnes,
7
85889
4134
ale ne vždy, zvláště v těchto dnech,
01:45
when it's rainingprší a lot.
8
90023
1851
kdy hodně prší.
01:47
Then you can have a lot of splashsplash watervoda in the asphaltasfalt.
9
91874
2948
Na cestě tedy může být spousta kaluží.
01:50
And especiallyzvláště if you then ridejezdit with your bicyclejízdní kolo,
10
94822
2294
A když jedete třeba na kole
01:53
and passsložit these carsauta, then that's not very nicepěkný.
11
97116
3945
a kolem vás jezdí auta, pak to není moc příjemné.
01:56
AlsoRovněž, asphaltasfalt can createvytvořit a lot of noisehluk.
12
101061
3110
Asfalt také způsobuje hodně hluku.
02:00
It's a noisyhlučný materialmateriál,
13
104171
1614
Je to hlučný materiál
02:01
and if we producevyrobit roadssilnic like in the NetherlandsNizozemsko,
14
105785
2444
a pokud stavíme cesty jako v Holandsku,
02:04
very closezavřít to citiesměsta, then we would like a silenttichý roadsilnice.
15
108229
4132
velice blízko měst, pak bychom rádi měli tiché cesty.
02:08
The solutionřešení for that is to make roadssilnic
16
112361
3269
Řešením je stavění cest
02:11
out of porousporézní asphaltasfalt.
17
115630
2177
z porézního asfaltu.
02:13
PorousPorézní asphaltasfalt, a materialmateriál that we use now
18
117807
1991
Porézní asfalt, který teď používáme
02:15
in mostvětšina of the highwaysdálnic in the NetherlandsNizozemsko,
19
119798
2959
na většině dálnicích v Holandsku,
02:18
it has porespóry and watervoda can just raindéšť throughpřes it,
20
122757
3444
obsahuje póry a voda jednoduše proteče skrz,
02:22
so all the rainwaterdešťová voda will flowtok away to the sidesstranách,
21
126201
2901
takže veškerá dešťová voda odteče do stran
02:25
and you have a roadsilnice that's easysnadný to driveřídit on,
22
129102
2089
a vám zůstane příjemná cesta na ježdění.
02:27
so no splashsplash watervoda anymoreuž víc.
23
131191
1930
Takže už žádné kaluže.
02:29
AlsoRovněž the noisehluk will disappearzmizet in these porespóry.
24
133121
3162
A také hluk se v pórech pohltí.
02:32
Because it's very hollowduté, all the noisehluk will disappearzmizet,
25
136283
3023
Jelikož je to dutý materiál, všechen hluk se pohltí,
02:35
so it's a very silenttichý roadsilnice.
26
139306
2588
takže cesta nevytváří hluk.
02:37
It alsotaké has disadvantagesnevýhody, of coursechod,
27
141894
3545
Má to samozřejmě i nevýhody,
02:41
and the disadvantageNevýhodou of this roadsilnice is that ravelingnamotané can occurnastat.
28
145439
4162
a tou je možnost odtrhování asfaltu.
02:45
What is ravelingnamotané? You see that in this roadsilnice
29
149601
2925
Co to znamená? To můžete vidět na této cestě,
02:48
that the stoneskameny at the surfacepovrch come off.
30
152526
2621
kde se kamínky ulomily od povrchu.
02:51
First you get one stonekámen, then severalněkolik more,
31
155147
5278
Nejdříve odpadne jeden, a pak další
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
a další a další a další
02:58
and then they -- well, I will not do that. (LaughterSmích)
33
162167
3567
a pak--ne, to neudělám. (Smích)
03:01
But they can damagepoškození your windshieldčelní sklo,
34
165734
2914
Ale můžou poničit vaše čelní sklo,
03:04
so you're not happyšťastný with that.
35
168648
1790
což vás nepotěší.
03:06
And finallyKonečně, this ravelingnamotané can alsotaké leadVést to more and more damagepoškození.
36
170438
3990
Koneckonců, toto odtrhování může vést k větším škodám.
03:10
SometimesNěkdy you can createvytvořit potholesvýmoly with that.
37
174428
2616
Někdy se vytvoří výmoly.
03:12
HaHa. He's readypřipraven.
38
177044
4061
Ha, už je to hotové.
03:17
PotholesVýmoly, of coursechod, that can becomestát a problemproblém,
39
181105
3185
Výmoly jsou samozřejmě problém,
03:20
but we have a solutionřešení.
40
184290
1543
ale my máme řešení.
03:21
Here you see actuallyvlastně how the damagepoškození appearsobjeví se in this materialmateriál.
41
185833
3258
Tady můžete vidět, jak celý problém vzniká.
03:24
It's a porousporézní asphaltasfalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
Jak jsem řekl, je to porézní asfalt, takže je tam
03:26
a smallmalý amountmnožství of binderpořadač betweenmezi the stoneskameny.
43
191091
2772
málo pojiva mezi kamínky.
03:29
DueSplatnosti to weatheringzvětrávání, duez důvodu to U.V. lightsvětlo, duez důvodu to oxidationoxidace,
44
193863
3319
Vlivem zvětrávání, UV záření, oxidaci
03:33
this binderpořadač, this bitumenživice,
45
197182
2728
toto pojivo, kterým je živice,
03:35
the gluelepidlo betweenmezi the aggregatesagregáty is going to shrinksmršťovat,
46
199910
2673
toto lepidlo mezi kamínky se scvrkává.
03:38
and if it shrinkszmenší, it getsdostane micro-cracksmikro praskliny,
47
202583
1945
A když se scvrkává, vytvářejí se malé trhliny
03:40
and it delaminatesdelaminates from the aggregatesagregáty.
48
204528
1722
a toto pojivo se oddělí od kamínků.
03:42
Then if you driveřídit over the roadsilnice, you take out the aggregatesagregáty --
49
206250
2560
Takže potom, když jedete po této cestě, vytrhujete tyto kamínky --
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
což jsme tady viděli.
03:47
To solveřešit this problemproblém, we thought of self-healingSamoopravitelný materialsmateriálů.
51
211806
3814
K vyřešení tohoto problému jsme uvažovali o "samoopravitelném" materiálu.
03:51
If we can make this materialmateriál self-healingSamoopravitelný,
52
215620
2661
Pokud dokážeme, aby se tento materiál opravil sám,
03:54
then probablypravděpodobně we have a solutionřešení.
53
218281
3193
pak máme řešení našeho problému.
03:57
So what we can do is use steelocel woolvlna just to cleančistý panspánve,
54
221474
4594
Takže jsme použili ocelovou vlnu, kterou používáme na čištění pánví.
04:01
and the steelocel woolvlna we can cutstřih in very smallmalý pieceskousky,
55
226068
3485
Tuto vlnu můžeme nastříhat na malé kousíčky.
04:05
and these very smallmalý pieceskousky we can mixsměs to the bitumenživice.
56
229553
3904
A tyto malé kousíčky můžeme přidat do pojiva.
04:09
So then you have asphaltasfalt
57
233457
1745
Takže máme asfalt
04:11
with very smallmalý pieceskousky of steelocel woolvlna in it.
58
235202
3067
obsahující velmi malé kousíčky ocelové vlny.
04:14
Then you need a machinestroj, like you see here,
59
238269
2791
Pak potřebujete zařízení, jako je toto,
04:16
that you can use for cookingvaření -- an inductionindukce machinestroj.
60
241060
3139
které můžeme použít k ohřevu--indukční zařízení.
04:20
InductionIndukce can heatteplo, especiallyzvláště steelocel; it's very good at that.
61
244199
4049
Indukce ohřívá, obzvláště ocel, v tom je velice dobrá.
04:24
Then what you do is you heatteplo up the steelocel,
62
248248
2682
Takže potom zahřejete ocel,
04:26
you melttaveniny the bitumenživice,
63
250930
1491
tím, že roztavíte pojivo,
04:28
and the bitumenživice will flowtok into these micro-cracksmikro praskliny,
64
252421
2566
které vteče do těch malých trhlin.
04:30
and the stoneskameny are again fixedpevný to the surfacepovrch.
65
254987
3207
A kamínky jsou opět připevněny k povrchu.
04:34
TodayDnes I use a microwaveMikrovlnná trouba because I cannotnemůže take
66
258194
3962
Dnes jsem použil mikrovlnnou troubu, protože jsem sem nemohl
04:38
the bigvelký inductionindukce machinestroj here onstagena scénu.
67
262156
2237
přinést toto velké indukční zařízení.
04:40
So a microwaveMikrovlnná trouba is a similarpodobný systemSystém.
68
264393
2880
Mikrovlnná trouba funguje na podobném principu.
04:43
So I put the specimenvzor in, whichkterý I'm now going to take out
69
267273
3645
Vložil jsem do ní vzorek, který teď vytáhnu
04:46
to see what happenedStalo.
70
270918
3252
a uvidíme, co se stalo.
04:50
So this is the specimenvzor comingpříchod out now.
71
274170
2493
Takže teď vytahuji ten vzorek.
04:52
So I said we have suchtakový an industrialprůmyslový machinestroj in the lablaboratoř
72
276663
4393
Jak jsem řekl, v laboratoři máme zařízení,
04:56
to heatteplo up the specimensvzorky.
73
281056
2272
které zahřeje vzorky.
04:59
We testedtestováno a lot of specimensvzorky there,
74
283328
2090
Testovali jsme v laboratoři několik vzorků,
05:01
and then the governmentvláda, they actuallyvlastně saw our resultsvýsledky,
75
285418
3175
a když vláda viděla naše výsledky,
05:04
and they thought, "Well, that's very interestingzajímavý. We have to try that."
76
288593
3950
tak si pomysleli: " To je velmi zajímavé. Musíme to vyzkoušet."
05:08
So they donateddaroval to us a piecekus of highwayDálnice,
77
292543
2316
Takže nám dali kousek dálnice,
05:10
400 metersmetrů of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 metrů dálnice A58, kde jsme museli vytvořit
05:14
a testtest trackdráha to testtest this materialmateriál.
79
298346
2510
testovací pruh, abychom otestovali tento materiál.
05:16
So that's what we did here. You see where we were makingtvorba the testtest roadsilnice,
80
300856
3532
Takže to je to, co jsme udělali. Tady vidíte, jak vytváříme testovací pruh,
05:20
and then of coursechod this roadsilnice will last severalněkolik yearsroky
81
304388
4498
který pak pochopitelně vydrží několik let
05:24
withoutbez any damagepoškození. That's what we know from practicepraxe.
82
308886
3288
bez jakéhokoli poškození. To víme z praxe.
05:28
So we tookvzal a lot of samplesVzorky from this roadsilnice
83
312174
2779
Odebrali jsme z cesty několik vzorků
05:30
and we testedtestováno them in the lablaboratoř.
84
314953
2269
a otestovali je v laboratoři.
05:33
So we did agingstárnutí on the samplesVzorky,
85
317222
2917
Otestovali jsme je na stárnutí,
05:36
did a lot of loadingnačítání on it, healeduzdravil them with our inductionindukce machinestroj,
86
320139
3612
provedli zátěžové zkoušky, "uzdravili" je naším indukčním zařízením
05:39
and healeduzdravil them and testedtestováno them again.
87
323751
2826
a otestovali jsme je znovu.
05:42
SeveralNěkolik timesčasy we can repeatopakovat that.
88
326577
1904
Zopakovali jsme to několikrát.
05:44
So actuallyvlastně, the conclusionzávěr from this researchvýzkum is that
89
328481
2225
Závěr toho výzkumu je takový, že
05:46
if we go on the roadsilnice everykaždý fourčtyři yearsroky
90
330706
3318
pokud vezmeme naše zařízení na tuto cestu každé čtyři roky --
05:49
with our healingléčení machinestroj -- this is the bigvelký versionverze
91
334024
2880
to je jeho větší verze,
05:52
we have madevyrobeno to go on the realnemovitý roadsilnice --
92
336904
1905
kterou jsme vyrobili pro reálné silnice --
05:54
if we go on the roadsilnice everykaždý fourčtyři yearsroky
93
338809
1870
pokud budeme "léčit" silnice každé čtyři roky,
05:56
we can doubledvojnásobek the surfacepovrch life of this roadsilnice,
94
340679
3750
jsme schopni zdvojnásobit životnost vozovky,
06:00
whichkterý of coursechod savesšetří a lot of moneypeníze.
95
344429
2177
což pochopitelně ušetří spoustu peněz.
06:02
Well, to concludeuzavřít, I can say
96
346606
2177
Abych to shrnul,
06:04
that we madevyrobeno a materialmateriál
97
348783
2756
vyrobili jsme materiál
06:07
usingpoužitím steelocel fibersvlákna, the additionpřidání of steelocel fibersvlákna,
98
351539
3780
obsahující ocelová vlákna jako přísadu,
06:11
usingpoužitím inductionindukce energyenergie to really
99
355319
2509
kdy jsme využili indukovanou energii,
06:13
increasezvýšit the surfacepovrch life of the roadsilnice,
100
357828
2667
abychom zvýšili životnost vozovky,
06:16
doubledvojnásobek the surfacepovrch life you can even do,
101
360495
1750
dokonce až dvojnásobně.
06:18
so it will really saveUložit a lot of moneypeníze with very simplejednoduchý trickstriky.
102
362245
3664
Pomocí jednoduchých triku ušetříme spoustu peněz.
06:21
And now you're of coursechod curiouszvědavý if it alsotaké workedpracoval.
103
365909
3473
Teď jste pochopitelně zvědaví, jestli to opravdu funguje.
06:25
So we still have the specimenvzor here. It's quitedocela warmteplý.
104
369382
3103
Vzorek máme stále tady, je docela teplý ještě.
06:28
ActuallyVe skutečnosti, it still has to coolchladný down first
105
372485
2579
Vlastně se musí ještě trochu ochladit,
06:30
before I can showshow you that the healingléčení workspráce.
106
375064
2340
než vám budu moci ukázat, jak "uzdravování" funguje.
06:33
But I will do a trialpokus.
107
377404
2868
Ale zkusím to teď.
06:36
Let's see. Yeah, it workedpracoval.
108
380272
2759
Uvidíme, ano, fungovalo to.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Děkuji.
06:40
(ApplausePotlesk)
110
384381
5416
(Potlesk)
Translated by Marek Pavelka
Reviewed by Tomáš Pleva

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable.

Why you should listen

Erik Schlangen is a Civil Engineering professor at Delft University of Technology and the Chair of Experimental Micromechanics. His areas of research include durability mechanics and "self-healing" materials, like the asphalt and concrete he and his team have developed that can be repaired with induction. This special asphalt is made with tiny steel wool fibers, which, when heated with induction, extends the life of the material. Currently Schlangen and his team are testing the asphalt on the A58 road near Vilssingen in the Netherlands, with the hope that it can be used in future roads all over the country.

More profile about the speaker
Erik Schlangen | Speaker | TED.com