TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Erik Schlangen: Nhựa đường "tự dính"
Filmed:
Readability: 3.1
1,041,208 views
Đường lát nhìn đẹp, nhưng chúng rất dễ bị hư hại và tốn nhiều chi phí để sửa chữa. Erik Schlangen thử nghiệm một dạng mới nhựa đường xốp làm từ vật liệu đơn giản với tính năng đáng kính ngạc: Khi nứt, chúng có thể "hàn gắn" bằng cảm ứng nhiệt (Quay tại 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
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
(Hammer)
0
37295
2824
(Tiếng búa)
00:59
(Laughter)
1
43184
4034
(Cười lớn)
01:19
(Microwave beeps) (Laughter)
2
64076
5924
(Lò vi sóng phát ra tiếng bíp) (Cười lớn)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
Có lẽ các bạn đều đồng ý với tôi
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
đây là một con đường rất đẹp.
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
Nó được xây dựng từ nhựa đường,
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
và nhựa đường là loại vật liệu xe mà chạy trên nó thì rất êm.
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
nhưng không phải lúc nào cũng được vậy, đặc biệt không phải vào những ngày này như hôm nay
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
khi trời đang mưa nhiều.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
Rồi bạn có thể bị nước trên đường văng tung tóe.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
Và đặc biệt nếu như bạn đạp xe đạp,
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
và vượt qua những chiếc xe hơi này thì thật không hay.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
Ngoài ra, nhựa đường cũng gây ra nhiều tiếng ồn.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
Nó là vật liệu gây ồn,
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
Nếu chúng ta làm những con đường như của Hà Lan,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
rất gần với các đô thị, chúng ta muốn một con đường yên tĩnh.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
Giải pháp cho vấn đề là làm những con đường
02:11
out of porous asphalt.
17
115630
2177
từ nhựa đường xốp.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
18
117807
1991
Nhựa đường xốp là vật liệu chúng tôi hiện đang dùng
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
để xây dựng hầu hết các quốc lộ ở Hà Lan,
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
Nó có lỗ thấm và nước chỉ thấm xuyên qua lỗ.
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
vì vậy tất cả nước mưa sẽ thoát ra mọi phía,
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
và bạn sẽ có một con đường thuận tiện để lái xe.
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
Vì vậy không còn lõm bõm nước nữa.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
và tiếng ồn cũng biến mất qua lỗ thấm.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
Bởi vì nó rất rỗng, tất cả tiếng ồn sẽ biến mất,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
vì thế mà con đường rất yên tĩnh.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
Đương nhiên vẫn còn nhiều bất tiện,
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
và điều bất tiện của loại đường này là tình trạng nứt nẻ, bong tróc có thể xảy ra.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
Bong nứt là gì? Bạn thấy đó trên con đường này
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
đá lớp mặt bị bong tróc.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
Trước tiên bạn được một hòn đá, rồi nhiều hơn,
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
rồi ngày càng nhiều, nhiều, nhiều, nhiều hơn nữa,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
và rồi chúng - - kìa, tôi sẽ không làm như vậy đâu. (Cười lớn)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Nhưng chúng có thể làm hư cửa kính xe hơi của bạn.
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
Vì vậy bạn không vui với điều đó.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
Và sau cùng, tình trạng bong nứt này sẽ gây hư hỏng ngày càng nhiều.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
Đôi khi chúng tạo nên các ổ gà.
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
À. Anh ta đang sẵn sàng.
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
Ổ gà, đương nhiên, có thể trở thành một vấn đề,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
Nhưng chúng tôi có giải pháp.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Thật sự như bạn thấy ở đây vật liệu này có dấu hiệu bị hư hại ra sao.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
Nó là nhựa xốp, như tôi đã nói, bạn chỉ có
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
một lượng nhỏ keo dính bám giữa các viên đá .
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
Dưới tác động của thời tiết, bức xạ mặt trời, tình trạng oxy hóa
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
chất nhựa này, nhựa bitum này
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
46
199910
2673
chất keo dính giữa các khối kết tập này sẽ co lại,
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
và nếu co lại, nó sẽ có những khe nứt cực nhỏ.
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
rồi tróc ra khỏi các khối kết tập.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Rồi nếu lái xe lên chỗ đường đó, bạn sẽ phá hủy những khối kết tập này --
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
như chúng ta vừa thấy ở đây.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã chế tạo ra những vật liệu tự hàn gắn.
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
Nếu chúng tôi tạo ra được vật liệu tự hàn gắn này,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
thì chúng tôi có thể tìm ra giải pháp.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
Những gì chúng tôi có thể làm là dùng miếng bùi nhùi bằng thép dành để chùi rửa xoong.
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
Và chúng tôi cắt vụn miếng bùi nhùi thép ra thật nhỏ,
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
và chúng tôi trộn các mảnh vụn nhỏ này với nhựa bitum.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Vậy là chúng ta có nhựa đường
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
trộn với những vụn thép rất nhỏ.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
Rồi bạn cần một cái máy, như bạn thấy ở đây,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
là máy dùng để nấu ăn -- một máy cảm ứng từ.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
Cảm ứng từ có thể tạo nhiệt, đặc biệt thép lại dẫn nhiệt rất tốt.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Những việc các bạn làm là đun nóng thép,
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
bạn làm chảy nhựa bitum,
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
và nhựa bitum sẽ chảy vào các kẽ nứt siêu nhỏ này,
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
và các viên đá sẽ kết dính lên lớp mặt trở lại.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Hôm nay tôi dùng một lò vi sóng vì tôi không thể đem
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
cái máy cảm ứng từ cồng kềnh lên sân khấu được.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Lò vi sóng cũng có hệ thống hoạt động tương tự.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
Tôi đã để vật mẫu vào lò, giờ tôi sẽ lấy nó ra.
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
để kiểm tra xem nó ra sao.
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
Đây là vật mẫu được lấy ra.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
Tôi đã nói chúng tôi phát minh ra một cái máy công nghiệp như trên tại phòng thí nghiệm.
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
để đun nóng các vật mẫu.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
Tại phòng thí nghiệm chúng tôi đã thử qua nhiều mẫu,
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
và rồi chính phủ, họ đã thực sự nhìn thấy kết quả.
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
và họ cho rằng : "À, cách đó hay lắm. Chúng ta phải thử xem sao."
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
Rồi họ giao cho chúng tôi một đoạn đường quốc lộ,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
dài 400 mét thuộc quốc lộ A58, tại đây chúng tôi phải
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
xây một đoạn đường thử nghiệm vật liệu mới này.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
Vậy là đó là điều chúng tôi đã thực hiện tại đây. Bạn xem con đường thử nghiệm chúng tôi đã làm,
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
và rồi đương nhiên con đường này sẽ tồn tại được trong nhiều năm
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
mà không bị hư hại nào. Đó là những gì chúng tôi học từ thực nghiệm.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Chúng tôi đã lấy nhiều mẫu vật từ con đường này
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
và chúng tôi thử chúng trong phòng thí nghiệm.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
Vậy là chúng tôi già hóa mẫu vật,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
đặt nhiều tải trọng lên nó, kết dính chúng lại bằng máy cảm ứng từ,
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
hàn gắn chúng lại và rồi thử chúng lần nữa.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
Chúng tôi có thể làm đi làm lại nhiều lần như vậy.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
Và thật sự, kết luận đưa ra từ nghiên cứu này là
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
nếu chúng tôi bảo dưỡng con đường 4 năm một lần
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
bằng máy hàn gắn -- đây là phiên bản kích thước lớn
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
chúng tôi đã chế tạo nó để bảo dưỡng đường thật --
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
Nếu cứ 4 năm chúng tôi bảo dưỡng con đường một lần
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
thì chúng tôi có thể làm tăng gấp đôi tuổi thọ lớp mặt của con đường.
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
dĩ nhiên sẽ tiết kiệm được nhiều tiền.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
À, để đúc kết lại, tôi có thể nói rằng
06:04
that we made a material
97
348783
2756
chúng tôi đã tạo ra một loại vật liệu
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
sử dụng sợi thép, thêm vào sợi thép,
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
sử dụng nhiệt lượng từ, để thực sự
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
giúp gia tăng tuổi thọ của mặt đường ,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
Gấp đôi tuổi thọ mặt đường là việc mà ngay cả bạn cũng làm được,
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
Tăng gấp đôi tuổi thọ mặt đường bằng những thủ thuật rất đơn giản.sẽ giúp tiết kiệm được nhiều tiền.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
Bây giờ chắc các bạn đang thắc mắc liệu nó có hiệu quả hay không.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Chúng tôi còn vật mẫu ở đây. Nó còn khá ấm.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
Lẽ ra phải để cho nó nguội bớt trước
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
rồi tôi mới cho bạn thấy hiệu quả của liệu pháp hàn gắn ,
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
Nhưng để tôi thử xem.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
Xem nè. Vâng, nó dính.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Xin cám ơn
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(Tiếng vỗ tay khen ngợi)
ABOUT THE SPEAKER
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneerErik 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.
Erik Schlangen | Speaker | TED.com