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.

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Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt

エリック・シュランゲン「自己修復能力をもったアスファルト」

Filmed:
1,041,208 views

鋪装の行き渡った道路は見た目には素敵ですが、簡単に破損してしまい、修理コストがかさむものです。エリック・シュランゲンが、どこにでもある素材を利用して作った、驚愕の特性を備えた新たな多孔性アスファルトのデモをお見せします。なんと、破損しても誘導加熱を加えることで「修復」するのです。(撮影場所: 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

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00:53
(Hammerハンマー)
0
37295
2824
(ハンマーの音)
00:59
(Laughter笑い)
1
43184
4034
(笑)
01:19
(Microwave電子レンジ beepsビープ音) (Laughter笑い)
2
64076
5924
(電子レンジの操作音)
(笑)
01:31
You probably多分 all agree同意する with me
3
75696
2025
この写真の道路は
01:33
that this is a very niceいい road道路.
4
77721
2775
きれいに舗装された 道路ですね
01:36
It's made製 of asphaltアスファルト,
5
80496
2159
これはアスファルト製のものです
01:38
and asphaltアスファルト is a very niceいい material材料 to driveドライブ on,
6
82655
3234
アスファルトという素材は
運転には快適ですが
01:41
but not always, especially特に not on these days日々 as today今日,
7
85889
4134
でも常に良いとは限りません
例えば今日の様な
01:45
when it's raining雨 a lot.
8
90023
1851
どしゃぶりの日など
01:47
Then you can have a lot of splashスプラッシュ water水 in the asphaltアスファルト.
9
91874
2948
路面に水が溜まり
水がはね放題です
01:50
And especially特に if you then rideライド with your bicycle自転車,
10
94822
2294
こういう時に自転車に乗っていて
01:53
and passパス these cars車, then that's not very niceいい.
11
97116
3945
横を車が通ったりすると
もう最悪ですね
01:56
Alsoまた、, asphaltアスファルト can create作成する a lot of noiseノイズ.
12
101061
3110
アスファルトのもう一つの欠点は
騒音です
02:00
It's a noisyうるさい material材料,
13
104171
1614
うるさい素材なんです
02:01
and if we produce作物 roads道路 like in the Netherlandsオランダ,
14
105785
2444
オランダの都市部の近くでは
02:04
very close閉じる to cities都市, then we would like a silentサイレント road道路.
15
108229
4132
静かな道路が望まれます
02:08
The solution溶液 for that is to make roads道路
16
112361
3269
これらの問題を解決するのが
ポーラスアスファルト
02:11
out of porous多孔質の asphaltアスファルト.
17
115630
2177
多孔質のアスファルト舗装です
02:13
Porous多孔質 asphaltアスファルト, a material材料 that we use now
18
117807
1991
現在 オランダの幹線の ほとんどで
02:15
in most最も of the highwaysハイウェイ in the Netherlandsオランダ,
19
119798
2959
ポーラスアスファルトという
素材が使われています
02:18
it has pores毛穴 and water水 can just rain雨 throughを通して it,
20
122757
3444
この素材には空隙がたくさんあり
02:22
so all the rainwater雨水 will flowフロー away to the sides両側,
21
126201
2901
雨水は全て路肩に流れるので
02:25
and you have a road道路 that's easy簡単 to driveドライブ on,
22
129102
2089
運転も楽になりますし
02:27
so no splashスプラッシュ water水 anymoreもう.
23
131191
1930
水はねの心配もなくなります
02:29
Alsoまた、 the noiseノイズ will disappear姿を消す in these pores毛穴.
24
133121
3162
更に この溝のおかげで
ノイズもなくなります
02:32
Because it's very hollow中空, all the noiseノイズ will disappear姿を消す,
25
136283
3023
たくさんの空隙が
走行音を吸収してくれます
02:35
so it's a very silentサイレント road道路.
26
139306
2588
つまり とても静かな道路になるんです
02:37
It alsoまた、 has disadvantages欠点, of courseコース,
27
141894
3545
しかし もちろん
良いことばかりではありません
02:41
and the disadvantage不利益 of this road道路 is that ravelingラブリング can occur発生する.
28
145439
4162
問題点は表層の剥離です
02:45
What is ravelingラブリング? You see that in this road道路
29
149601
2925
剥離とは こちらの画像のように
02:48
that the stones石 at the surface表面 come off.
30
152526
2621
表面の砂利が剥がれてしまうことです
02:51
First you get one stone石, then severalいくつかの more,
31
155147
5278
砂利や砕石が 最初は１つ
そこから 徐々に少しづつ
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
次第にどんどん剥がれていき
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter笑い)
33
162167
3567
最終的には…
皆さんにはぶつけませんよ　(笑)
03:01
But they can damage損傷 your windshieldフロントガラス,
34
165734
2914
でも フロントガラスには傷がつきます
03:04
so you're not happyハッピー with that.
35
168648
1790
これは好ましくありませんね
03:06
And finally最後に, this ravelingラブリング can alsoまた、 lead鉛 to more and more damage損傷.
36
170438
3990
剥離が さらに進んでしまうと
03:10
Sometimes時々 you can create作成する potholes穴 with that.
37
174428
2616
ここから窪みができることもあります
03:12
Haハ. He's ready準備完了.
38
177044
4061
彼は釣りを楽しんでいますね
03:17
Potholes穴, of courseコース, that can become〜になる a problem問題,
39
181105
3185
窪みも もちろん問題になりますが
03:20
but we have a solution溶液.
40
184290
1543
解決策をご紹介します
03:21
Here you see actually実際に how the damage損傷 appears登場する in this material材料.
41
185833
3258
こちらはダメージを図式化したものです
03:24
It's a porous多孔質の asphaltアスファルト, like I said, so you have only
42
189091
2000
このアスファルトは多孔質であるため
03:26
a small小さい amount量 of binderバインダー betweenの間に the stones石.
43
191091
2772
砂利間の結合材の量は少ないんです
03:29
Due支払期日 to weathering風化, due支払う to U.V. light光, due支払う to oxidation酸化,
44
193863
3319
風化､紫外線､酸化が原因となって
03:33
this binderバインダー, this bitumenビチューメン,
45
197182
2728
結合材となっている
03:35
the glueグルー betweenの間に the aggregates集合体 is going to shrinkシュリンク,
46
199910
2673
アスファルト自体が収縮すると
03:38
and if it shrinks収縮する, it gets取得 micro-cracks微小亀裂,
47
202583
1945
小さな亀裂が生じ
03:40
and it delaminates薄層化 from the aggregates集合体.
48
204528
1722
砂利から浮いてしまいます
03:42
Then if you driveドライブ over the road道路, you take out the aggregates集合体 --
49
206250
2560
この上を車が走れば
砂利がとれてしまいますから
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
先程見たような光景になってしまうんです
03:47
To solve解決する this problem問題, we thought of self-healing自己修復 materials材料.
51
211806
3814
この問題の解決に向けて
自己修復性アスファルトを思いつきました
03:51
If we can make this material材料 self-healing自己修復,
52
215620
2661
アスファルトに
自己修復能力を付与できれば
03:54
then probably多分 we have a solution溶液.
53
218281
3193
問題解決となるかもしれません
03:57
So what we can do is use steel鋼 woolウール just to cleanクリーン pansパン,
54
221474
4594
さて 具体的にはフライパンをこする
スチールウールを使います
04:01
and the steel鋼 woolウール we can cutカット in very small小さい pieces作品,
55
226068
3485
まずは これを細かく切り刻みます
04:05
and these very small小さい pieces作品 we can mixミックス to the bitumenビチューメン.
56
229553
3904
そしてアスファルトに混ぜ込むと
04:09
So then you have asphaltアスファルト
57
233457
1745
スチールウールの破片入りの
04:11
with very small小さい pieces作品 of steel鋼 woolウール in it.
58
235202
3067
アスファルトが出来上がります
04:14
Then you need a machine機械, like you see here,
59
238269
2791
次に必要なのがこのような機械です
04:16
that you can use for cooking料理 -- an induction誘導 machine機械.
60
241060
3139
調理にも使われる
誘導加熱機です
04:20
Induction誘導 can heat熱, especially特に steel鋼; it's very good at that.
61
244199
4049
誘導による発熱は
特にスチールで効果的です
04:24
Then what you do is you heat熱 up the steel鋼,
62
248248
2682
さて スチールが加熱されると
04:26
you melt溶かす the bitumenビチューメン,
63
250930
1491
アスファルトが溶けます
04:28
and the bitumenビチューメン will flowフロー into these micro-cracks微小亀裂,
64
252421
2566
溶けたものが ひび割れに
流れ込み
04:30
and the stones石 are again fixed一定 to the surface表面.
65
254987
3207
砂利がまた表面に固定される仕組みです
04:34
Today今日 I use a microwaveマイクロ波 because I cannotできない take
66
258194
3962
本日はこのステージ上で
大型の誘導加熱機は使えませんので
04:38
the big大きい induction誘導 machine機械 here onstageステージ上.
67
262156
2237
電子レンジで代用しています
04:40
So a microwaveマイクロ波 is a similar類似 systemシステム.
68
264393
2880
電子レンジでも
似たようなことができます
04:43
So I put the specimen検体 in, whichどの I'm now going to take out
69
267273
3645
中に入れておいた
サンプルを取り出しますよ
04:46
to see what happened起こった.
70
270918
3252
どうなっているでしょうか
04:50
So this is the specimen検体 coming到来 out now.
71
274170
2493
こちらが過熱しておいたサンプルです
04:52
So I said we have suchそのような an industrial工業用 machine機械 in the lab研究室
72
276663
4393
ラボにはサンプル加熱用の
大型のものがあると
04:56
to heat熱 up the specimens標本.
73
281056
2272
お話しましたが これを使って
04:59
We testedテストされた a lot of specimens標本 there,
74
283328
2090
いろいろなサンプルをテストしました
05:01
and then the government政府, they actually実際に saw our results結果,
75
285418
3175
政府はこの結果に興味を示し
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting面白い. We have to try that."
76
288593
3950
実際に試せるかということになり
05:08
So they donated寄付された to us a pieceピース of highwayハイウェイ,
77
292543
2316
試験用の道路を作って
05:10
400 metersメートル of the A58, where we had to make
78
294859
3487
この素材をテストが出来るよう
国道A58の一部
05:14
a testテスト trackトラック to testテスト this material材料.
79
298346
2510
400 m を割り当ててくれました
05:16
So that's what we did here. You see where we were making作る the testテスト road道路,
80
300856
3532
これが試験用の道路を
作っている所です
05:20
and then of courseコース this road道路 will last severalいくつかの years年
81
304388
4498
もちろん この道路は破損なしに
数年はもつはずです
05:24
withoutなし any damage損傷. That's what we know from practice練習.
82
308886
3288
これが実環境でのテスト結果です
05:28
So we took取った a lot of samplesサンプル from this road道路
83
312174
2779
この道路から
たくさんのサンプルを採取して
05:30
and we testedテストされた them in the lab研究室.
84
314953
2269
ラボでテストを行いました
05:33
So we did agingエージング on the samplesサンプル,
85
317222
2917
サンプルで耐久テストを行い
05:36
did a lot of loading読み込み中 on it, healed癒された them with our induction誘導 machine機械,
86
320139
3612
負荷をかけては
誘導加熱機で修復しました
05:39
and healed癒された them and testedテストされた them again.
87
323751
2826
修復後 またテストをし
05:42
Several複数 times回 we can repeat繰り返す that.
88
326577
1904
これを何回も繰り返します
05:44
So actually実際に, the conclusion結論 from this research研究 is that
89
328481
2225
この研究から分かったことは
05:46
if we go on the road道路 everyすべて four4つの years年
90
330706
3318
４年に一度 道路に出向いて
05:49
with our healingヒーリング machine機械 -- this is the big大きい versionバージョン
91
334024
2880
私たちが製作した大型の
05:52
we have made製 to go on the realリアル road道路 --
92
336904
1905
誘導加熱機と共に ４年ごとに
05:54
if we go on the road道路 everyすべて four4つの years年
93
338809
1870
道路に出向き 修復することで
05:56
we can doubleダブル the surface表面 life of this road道路,
94
340679
3750
この道路の寿命を２倍に延ばせるんです
06:00
whichどの of courseコース saves保存する a lot of moneyお金.
95
344429
2177
これは大きなコスト削減になります
06:02
Well, to conclude結論づける, I can say
96
346606
2177
結論ですが
06:04
that we made製 a material材料
97
348783
2756
私たちはスチールウールと
06:07
usingを使用して steel鋼 fibers繊維, the addition添加 of steel鋼 fibers繊維,
98
351539
3780
誘導エネルギーを利用して機能する
06:11
usingを使用して induction誘導 energyエネルギー to really
99
355319
2509
新素材を作り上げました
06:13
increase増加する the surface表面 life of the road道路,
100
357828
2667
これで道路の寿命を延ばせるんです
06:16
doubleダブル the surface表面 life you can even do,
101
360495
1750
２倍にまで伸ばすことが可能です
06:18
so it will really saveセーブ a lot of moneyお金 with very simple単純 tricksトリック.
102
362245
3664
つまり ちょっとした工夫で
大幅なコスト削減が見込めます
06:21
And now you're of courseコース curious好奇心 if it alsoまた、 worked働いた.
103
365909
3473
さて こちらの方も上手く行ったか
気になりますね
06:25
So we still have the specimen検体 here. It's quiteかなり warm暖かい.
104
369382
3103
こちらがサンプルですが
まだ かなり暖かいです
06:28
Actually実際に, it still has to coolクール down first
105
372485
2579
上手く融着したか お見せする前に
06:30
before I can showショー you that the healingヒーリング works作品.
106
375064
2340
本当は冷まさないとだめですが
06:33
But I will do a trial試行.
107
377404
2868
試しに見てみましょうか
06:36
Let's see. Yeah, it worked働いた.
108
380272
2759
どうでしょうか
くっついていますね
06:38
Thank you.
109
383031
1350
ありがとうございました
06:40
(Applause拍手)
110
384381
5416
(拍手)
Translated by Takahiro Shimpo
Reviewed by Takafusa Kitazume

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

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