مهندسان با افزودن فیلتر سیگار به آسفالت، راه حلی نوآورانه برای افزایش استحکام و مقاومت جاده‌ها در برابر ترک‌خوردگی یافته‌اند. این کشف، نوید آینده‌ای با جاده‌های بادوام‌تر را می‌دهد.

در جدیدترین اخبار علم و دانش، فیلتر سیگار اکنون به یک افزودنی باارزش در ساخت جاده‌ها تبدیل شده‌ است. با حمایت دولت چین، پروژه‌ای مشترک میان دانشگاه گرانادا در اسپانیا و دانشگاه بولونیا در ایتالیا موفق شد روشی برای استخراج مواد سودمند از زباله ته‌سیگار توسعه دهد.

استفاده از فیلتر سیگار در جاده‌سازی

نتایج پژوهش جدید نشان می‌دهد که فیلترهای سیگار قادرند مقاومت آسفالت بازیافتی را پیش از استفاده مجدد در سطح جاده‌ها به شکل قابل‌توجهی افزایش دهند. پژوهشگران در حال بررسی آسفالت بازیافتی در آزمایشگاه LabIC.UGR هستند.

ته‌سیگارها برای مدت‌زمانی طولانی یکی از اصلی‌ترین منابع زباله بوده‌اند و پیامدهای زیست‌محیطی آن‌ها بسیار گسترده است. صرفاً فیلترهای سیگار منجر به تولید حجم عظیمی از زباله می‌شوند. سازمان جهانی بهداشت (WHO) تخمین زده که سالانه حدود 4.5 تریلیون فیلتر دور ریخته می‌شود.

افزایش مصرف سیگارهای الکترونیکی، به‌ویژه در میان جوانان، این عدد را به‌صورت پیوسته در حال افزایش نگه داشته است. پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که این رقم تا پایان سال 2025 به حدود 9 تریلیون خواهد رسید. این حجم عظیم زباله موجب انسداد مسیرهای آبی، آلوده شدن چشم‌اندازهای طبیعی و ماندگاری طولانی در محیط می‌شود.

برای مثال، دانشمندان لیتوانی در سال 2023 روشی برای تبدیل ضایعات سیگار به بیودیزل ارائه دادند. این امر به دلیل وجود ترکیب مهم تری‌استین در فیلترهای سیگار ممکن شد؛ ماده‌ای که نقشی کلیدی در تولید سوخت زیستی ایفا می‌کند. اکنون پژوهشگران در حال بازیافت ته‌سیگارها، به‌ویژه نوع الکترونیکی آن‌ها به دلیل دارا بودن فیبر زیاد، برای استفاده به‌عنوان افزودنی در فرآیند ساخت آسفالت هستند.

بیشتر بخوانید:

این فرآیند از دپارتمان مهندسی عمران، محیط‌زیست و مواد دانشگاه بولونیا آغاز می‌شود؛ جایی که تیم تحقیقاتی موفق به تولید گلوله‌هایی تخصصی از زباله‌های سیگار شده‌اند. مراحل شامل حذف خاکستر آلی در ابتدا، سپس خرد کردن فیبرهای سلولزی و پلاستیک PLA باقی‌مانده است. سپس این مواد با نوعی موم خاص که نقش چسبنده دارد، ترکیب شده و پس از فشرده‌سازی، حرارت‌دهی و برش سرد، به گلوله‌هایی نوآورانه تبدیل می‌شوند.

آسفالت مقاوم در برابر ترک

مرحله بعدی در آزمایشگاه مهندسی ساختمان دانشگاه گرانادا (LabIC.UGR) که از مراکز پیشرو در توسعه مواد آسفالتی پایدار است، انجام می‌شود. در این مرحله، استحکام آسفالتی که حاوی 40 درصد مواد بازیافتی از جاده‌های قدیمی و مواد مشتق‌شده از ته‌سیگارهای الکترونیکی است، مورد ارزیابی قرار گرفت.

زمانی که این مواد با قیر داغ در طول تولید آسفالت ترکیب می‌شوند، موم موجود ذوب شده و فیبرهای سلولزی و پلاستیکی آزاد می‌شوند. این فیبرها تقویت قابل‌توجهی برای آسفالت فراهم کرده و مقاومت آن را در برابر ایجاد ترک افزایش می‌دهند. علاوه بر این، مواد موجود در گلوله‌ها نقش چسبنده‌ای ایفا کرده و امکان استفاده از مقدار بیشتری از مصالح بازیافتی را فراهم می‌آورند، در نتیجه آسفالت انعطاف‌پذیرتر و کشسان‌تر می‌شود.

ویژگی سودمند دیگر، تأثیر موم بر کاهش دمای ساخت آسفالت است که منجر به صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش انتشار آلاینده‌ها می‌گردد. بررسی‌های انجام‌شده نشان دادند که آسفالت تولیدشده با این مواد عملکرد بهتری در برابر ترک‌خوردگی در مواجهه با بارهای ترافیکی و تغییرات دمایی نسبت به آسفالت معمولی دارد.

این تحقیق جدید نشان‌دهنده توجه فزاینده به پایداری و اقتصاد چرخشی در مهندسی راه‌سازی است. در صورت اجرای گسترده این راه‌حل‌های پایدار، می‌توان به جاده‌هایی مقاوم‌تر و محیط‌زیستی پاک‌تر دست یافت. یافته‌های این تحقیق در مجله Construction and Building Materials منتشر شده‌ است.