NANOMATERIALE: Forskere skal lage blandinger med bitumen og flakgrafitt, og blandinger med både flakgrafitt og polymer som bindemiddel, for å lage en mer holdbar asfalt. Bildet er av ekspandert flakgrafitt behandlet med en hemmelig metode som skiller flakene i flakgrafitten. Foto: NTNU (Bilde: NTNU)
SKAL TÅLE EKSTREMTEMPERATURER: Målet med EU-prosjektet Durabroad er å utvikle en asfaltblanding med redusert risiko for spordannelse når solen steker, og som heller ikke sprekker opp når det er sprengkulde (Bilde: Norwegian Graphite)
KREVENDE PROSESS: Naturlig flakgrafitt fra Nordic Graphites gruve i Sortland. Flakene er en atom tykke, og ligger klistret sammen i cluster. Jo tynnere flak, jo bedre blir evnen til å lede elektrisitet og varme. Urenheter mellom flakene må fjernes for at ledeevnen skal bli så bra som mulig, men dette er en krevende prosess. Foto: Norwegian Graphite. (Bilde: Norwegian graphite)

ASFALT MED GRAFÉN

Vil lage bedre asfalt med nanoteknologi

Dårlige veier er en utfordring i mange land, enten det dreier seg om asfalt som sprekker opp som følge av sprengkulde eller som smelter under en stekende sol. Problemene forventes å eskalere som følge av klimaendringene. 

Et datterselskap av norske Norwegian Graphite, NTNU og flere internasjonale aktører, samarbeider nå om å utvikle et nytt veidekke som bedre skal tåle ekstremtemperaturer og slitasje.

EU-penger

Nylig fikk aktørene involvert i forskningsprosjektet, som kalles Durabroads, tilsagn om over 20 millioner kroner fra EUs 7. rammeprogram.

Forskere skal se på om nanomateriale av karbon; flakgrafitt og grafén, kan brukes til blant annet å bedre asfaltens evne til å holde seg stiv under sterk varme, samtidig som den fortsatt holder seg elastisk når det er svært kaldt. 

– Vi skal se på om flakgrafitt og grafén kan brukes til å lage bedre asfalt (bitumen, red.anm). Det er vanlig å tilsette polymer som bindemiddel i bitumen/asfalt, spesielt i Tyskland, for å øke elastisiteten og viskositeten. Vi skal også blande inn ulike mengder flakgrafitt og grafén i ulike tykkelser, for vi tror dette nanomaterialet vil øke blant annet asfaltens evne til å tåle varme og kalde temperaturer, sier Dr. De Chen ved Institutt for kjemisk prosessteknologi, NTNU.

Les også: Forskere vil lage myk asfalt

KREVENDE PROSESS: Naturlig flakgrafitt fra Nordic Graphites gruve i Sortland. Flakene er en atom tykke, og ligger klistret sammen i cluster. Jo tynnere flak, jo bedre blir evnen til å lede elektrisitet og varme. Urenheter mellom flakene må fjernes for at ledeevnen skal bli så bra som mulig, men dette er en krevende prosess. Foto: Norwegian Graphite. Norwegian graphite

Unike egenskaper

Flakgrafitt utvinnes fra grafitt, og fra flakgrafitt kan man både produsere ettlags og flerlags grafén.

Grafén er en type todimensjonelt nanomateriale på ett atoms tykkelse, med unike fysiske og kjemiske egenskaper.

Grafén omtales gjerne som verdens sterkeste og letteste materiale, med en enestående evne til å lede elektrisitet.

Det spanske universitetet i Cantabria koordinerer forskningsprosjektet.

Prosjektansvarlig Irune Indacoechea Vega i forskningsgruppen Giteco tilknyttet Cantabria sier de håper nye, innovative asfaltblandinger kan bidra til at veiene i framtiden blir mer "grønne" og robuste. 

Satser på gruvedrift

– Tradisjonelle materialer, prosedyrer og teknikker som preger dagens veikvalitet lider ofte under dårlig kostnadseffektivitet og kort levetid. Utfordringen er at trafikken bare øker og øker, samtidig som klimaendringene vil gi varmere sommere, våtere vintre og økt flomfrekvens. Dette krever at det utvikles mer ressurseffektive løsninger i transportsektoren, sier Irune Indacoechea Vega til Teknisk Ukeblad.

Nordic Graphite er råvareleverandør og initiativtager til prosjektet.

Bakgrunnen er at moderselskapet Norwegian Graphite for to år siden satset på å utvinne grafitt i Nordland, med mål om å produsere ultratynn flakgrafitt til batteri-industrien og det potensielt kommende markedet for grafén.

Nå leter selskapet etter flere bruksområder for flakgrafitt.

Les også: Dette er verdens letteste materiale

Vil masseprodusereGaute Juliussen. Norwegian Graphite

Vil masseprodusere

– Flakgrafitt har fantastiske egenskaper når det kommer til å lede varme og elektrisitet. Ved å blande inn nanomaterialet tror vi det vil oppstå en mer homogen fordeling av temperaturen i asfalten. Dersom solen skinner på den ene siden av veien og ikke den andre, vil de varmeledende egenskapene gjøre at asfalten likevel ikke sprekker, sier Gaute Juliussen i Norwegian Graphite til Teknisk Ukeblad.

Et delmål for selskapet er å utvikle en rimelig metode for å skille ut flakene i grafitten og produsere flakgrafitt i stor skala.

Denne metoden vil bli patentert, mens asfaltformulaen som utvikles gjennom EU-prosjektet vil bli åpent tilgjengelig.

Skal testes på vei

De to mest lovende asfaltblandingene skal til slutt testes på en 200 meter lang veistrekning, hvor hver blanding får 100 meter hver.

De to asfalterte veistrekkene skal gjennom ulike tester, og resultatet skal kontrolleres opp mot tilsvarende belastning på veistrekker med ordinær asfalt.

Hvor testingen skal foregå er ennå ikke avgjort.

– Det hadde vært gøy å teste ut produktet i Norge, men vi får se om vi får med oss våre spanske partnere på det, sier Juliussen. 

En livsløpsanalyse skal til slutt kvantifisere produktets totale miljøpåvirkning.

Durabroads omfatter også innsats fra blant annet det renommerte forskningsinstituttet Fraunhofer, infrastrukturselskapet Acciona og institutt for transportvitenskap i Ungarn.  

Les også:

«Det mest fantastiske materialet menneskeheten noen gang har fått tilgang til»

Grafén kan gi bedre øyeimplantater

Grafén kan gi 100 ganger raskere internett