工程师揭示了导致铁路线上黑冰的化学物质

谢菲尔德大学的工程师们揭示了关于树叶如何变成铁路线上的湿滑层、导致乘客延误并每年给铁路行业造成数百万英镑损失的新见解。

这项研究由大学机械工程系的JoeLanigan博士领导，揭示了当线路上的树叶在火车车轮和铁轨头之间被压碎时发生的化学机制，形成光滑的层，使树叶难以通过。火车的启动和停止。

这项研究的结果可用于制定更有效的解决方案，解决影响每年秋冬铁路旅行的长期问题。

长期以来，火车轨道上的休假一直给通勤者和铁路公司带来混乱，常常导致严重且代价高昂的延误。当树叶被铁轨压碎，形成一层，大大减少火车车轮和铁轨之间的摩擦时，问题就出现了，网络铁路公司将这种情况称为“铁路的黑冰”。

在这项研究中，谢菲尔德大学和约克大学的研究人员发表在《英国皇家学会学报A：数学、物理和工程科学》杂志上，题为“压力诱导生物质转化为钢上高度耐用、低摩擦的薄膜”。生产线上树叶的摩擦和化学方面，这提供了对树叶出现在火车轮和铁轨之间时发生的过程的新的、详细的理解。

分析表明，某些化学物质，如多酚，包括单宁(葡萄酒和茶中存在的化学物质)，在这些表面形成坚固的薄膜方面发挥着至关重要的作用。在高压和高温下，该薄膜含有的化合物会粘附在轨头的金属表面上。

这种对叶源层成分的新认识有望指导该问题创新解决方案的开发。

根据研究结果，由于酚类物质发挥着至关重要的作用，因此应该探索针对这些分子的修复工作，例如酶消化或使用有效溶解芳香族物质的下一代清洁剂。清洁剂作为将摩擦力恢复到安全水平的工具的潜力最终可以提高乘客和运营商的铁路运输的运行性能和安全性。

谢菲尔德大学机械工程系的乔·拉尼根博士说：“这项研究的目的是找出树叶如何转变为低摩擦黑色层，这对铁路来说是一个问题。约克大学的生物团队从这个角度分析它们，在谢菲尔德，我们研究了摩擦和其他表面效应。

“未来的目标是使用酶来消化铁路基础设施周围的树叶，作为当前一些能源密集型或涉及砍伐树木的解决方案的绿色替代方案。”

这些发现将为下一阶段的研究提供信息，该研究将允许对酶进行定制和测试，以消化轨道上的叶层。约克大学的研究小组目前正在测试可以降解这些叶子来源的“黑色层”、低粘附力薄膜的酶。

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