مقاله کاربرد نانوپلیمر در قطعات موتوری خودرو

بخشهایی از متن:

مقدمه:

صنعت خودرو از بزرگ‌ترین صنایع جهان و در کشور ما نیز از اهمیت خاصی برخوردار است، بنابراین توجه به فناوری‌های جدید نظیر نانوتکنولوژی، در این صنعت، ضروری است.

نانوتکنولوژی به عنوان انقلاب صنعتی قرن آینده، تأثیر فراوانی بر صنایع گوناگون خواهد داشت. یکی از چشم‌اندازهای امیدوارکننده این فناوری پیشرفته، تحول در صنعت خودروسازی می‌باشد.

نانوپلیمر در صنعت خودروسازی

یکی از اصلی‌ترین موضوعات نانوتکنولوژی، ساخت مواد با خواص جدید است. این مواد ارزش افزوده بسیار بالا و کارایی بالاتری در تمام صنایع خواهند داشت و صنعت خودرو نیز از آن مستثنی نیست.

ساخت بدنه‌های سبک‌تر و مقاوم‌تر برای خودرو، ساخت لاستیک‌هایی با مقاومت سایشی بهتر، ساخت قطعات موتور با عمر چندبرابر، کاهش مصرف سوخت خودرو، ساخت باتری‌هایی با انرژی بالا و دوام بیشتر، نانوساختارهایی مبتنی‌بر کربن به عنوان سوپر اسفنج هیدروژنی در خودروهای پیل‌سوختی، ساخت حسگرهای چند منظوره برای کنترل فرایندهای مختلف در خودرو، ساخت کاتالیزورهای اگزوز خودرو برای کاهش آلودگی هوا، لایه‌های محکم با خصوصیات ویژه‌ای نظیر الکتروکرومیک (رنگ‌پذیری الکتریکی) یا خودپاک‌کنندگی برای استفاده در شیشه‌ها و آینه‌های خودرو، سازگار کردن خودرو با محیط زیست و بسیاری از موارد دیگر از جمله کاربردهای نانوتکنولوژی در صنعت خودرو می‌باشد. همچنین جایگزینی کربن سیاه (Carbon Black) تایرها با ذرات رس و پلیمرهای نانومتری، فناوری جدیدی است که تایرهای سازگار با محیط‌زیست و مقاوم در برابر ساییدگی را به ارمغان می‌آورد.

...

یکی از کاربردهای جالب توجه استفاده از نانولوله‌های کربنی در رنگ است. فیبریل‌ها ساختارهای ویژه‌ای هستند که از نانولوله‌های کربنی ساخته می‌شوند (استوانه‌هایی متشکل از 8 لایه گرافیتی که از فاز بخار به عمل می‌آیند و خاصیت رسانایی بالایی دارند).

فیبریل‌ها از لحاظ شکل ظاهر، مشابه رشته‌های ماکارونی در ابعاد میکروسکوپی هستند. قطر خارجی آنها 10 نانومتر، قطر داخلی 5 نانومتر و طول آنها از 1 تا 10 میکرون، متغیر است.

کاربرد فیبریل‌ها در رنگ، باعث رسانایی آن می‌شود و می‌توان از آن برای رنگ خودرو به طریق قطره‌های باردار استفاده کرد (روش رنگ الکترواستاتیکی). در این روش، رنگ و قسمت‌هایی را باردار می‌کنند که قرار است رنگ شوند. جاذبه الکتریکی که بین آن دو ایجاد می‌شود باعث جذب رنگ در آن قسمت خواهد شد، بنابراین کارایی رنگ، به لحاظ کیفیت و کمیت (میزان رنگ مصرفی) ارتقا می‌یابد. رنگ به‌طور دقیق بر سطح مورد نظر می‌نشیند و از پراکنده شدن آن پیشگیری می‌شود. در نتیجه کارایی آن بالا می‌رود و سریع، تمیز و مقرون به‌صرفه خواهد شد. این روش باعث کاهش انتشارات سمی VOC[6] نیز می‌شود. نمودار شماره 1 بیانگر کارایی این روش است.

کارایی رنگ الکترواستاتیکی، چهار برابر بیشتر از رنگ به روش اسپرت است. 80درصد از رنگ در روش الکترواستاتیکی بر روی قسمت مورد نظر می‌نشیند اما این مقدار در روش‌های معمول 20درصد است.

...

از سال 2000-1992 مصرف این مواد رو به افزایش بوده بطوری که مصرف پلیمرهای هادی استفاده در باطری‌ها در سال 2000 معادل 500 هزار پوند بالغ بر 50 میلیون دلار بوده است.
بازار سپرهای الکترونیک در سال 1988، 116 میلیون دلار و در سال 1993، 165 میلیون دلار بوده است و امروزه پوشش­های هادی و صفحات پلیمری 75 درصد بازار مواد مشابه را به خود اختصاص داده­اند.
هزینه پوشش­های پلاستیکی نسبت به سایر مواد پایین‌تر است و 1.25 تا 2.5 دلار به ازای هر فوت مربع ذکر شده است. البته عمده بازار مواد هوشمند پلیمری در کشورهای پیشرفته است و باید این بازار را به کشورهای در حال توسعه گسترش داد و این نیاز را برای این کشورها به وجود آورد. پیش‌بینی انجام­شده در مورد بازار این مواد تا سال 2010 بالغ بر 457 میلیون دلار خواهد بود. به طور کلی محصولات ساخته شده از پلیمرها نارسا نا بوده و مقاومت زیادی در برابر عبور جریان الکتریسیته از خود نشان می دهند.

منبع دارد.