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 | Speaker | TED.com

TEDxDelft

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: 2012-10-05

Readability: 3.1

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)

Erik Schlangen - 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.

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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,

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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,

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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.

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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

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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.

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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

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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,

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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,

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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,

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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.

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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.

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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,

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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.

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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,

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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.

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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

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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.

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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,

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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,

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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,

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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.

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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.

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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.

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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.

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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,

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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.

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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.

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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

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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.

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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,

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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,

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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,

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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,

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202583

1945

小さな亀裂が生じ

03:40

and it delaminates薄層化 from the aggregates集合体.

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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 --

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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.

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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,

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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.

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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,

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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,

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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.

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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

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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.

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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,

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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.

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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.

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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,

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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,

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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,

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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.

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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

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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.

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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.

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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

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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.

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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.

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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

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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.

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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,

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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,

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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."

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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,

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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

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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.

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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,

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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

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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.

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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

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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.

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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,

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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,

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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.

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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.

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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

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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.

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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

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346606

2177

結論ですが

06:04

that we made製 a material材料

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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,

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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

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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

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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.

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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

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.

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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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