|
Перспективы использования нанотехнологий в автомобилестроении на сегодняшний день не совсем четко обозначены. Однако, радует тот факт, что наноматериалы уже используются в автомобильной промышленности, хотя, большинство из них еще находится в стадии конструкторских разработок. Производителями автомобилей уже накоплен достаточно объемный опыт в данной области.
Краска
Одна из наиболее интересных идей в этой сфере была воплощена в жизнь компанией Daimler-Crysler. Речь идет об использовании прозрачного лака в процессе окрашивания кузовов автомобилей, в частности марки Mercedes-Benz, серии S, E, SL, CL, а также SLK.
Это новшество было введено в компании в 2003 году. Этот вид покрытия содержит керамические наноразмерные частицы, около 20 нм. По этой причине была изменена структура (молекулярная) связующего состава вещества. Как показала практика, благодаря этим изменениям значительно улучшилось стойкость ко всевозможным внешним воздействиям. Кроме того, эстетичный вид и декоративные свойства нового лакокрасочного покрытия стали гораздо более улучшенными.
Что касается инноваций в лакокрасочных покрытиях для автомобилей, компанией Du-Pont ведутся работы по разработке кардинально нового материала, в составе которого будут использованы некоторые последние достижения в нанотехнологиях.
Разработчики новой лакокрасочной продукции сообщили, что новые нанопокрытия для авто будут обладать следующими преимуществами:
- экологически чистые, практически полностью безвредные для человека и окружающей среды;
- будут иметь повышенные характеристики износостойкости;
- время высыхания «нанокраски», в случае воздействия на нее ультрафиолетовых лучей, не будет превышать десяти секунд.
Для работы с такой лакокрасочной системой необходимо будет приобрести новое оборудование, поскольку новая краска не терпит небрежности и спешки.
Кроме того, компания планирует разработку и изготовление покрытий, способных менять свой цвет, в зависимости от напряжения, подаваемого на них. Такие защитные покрытия также смогут блокировать проникновение определенных частот внутрь салона автомобиля.
Антикоррозионные составы
Немецкие ученые, благодаря накопленному опыту в сфере наноразмеренных частиц, в Институте новых материалов города Саарбрюккен, занимаются разработкой ингибиторов коррозии новейшего поколения.
Хельмут Шмидт – руководитель указанного выше института, профессор химии, описал принцип действия «нано ингибиторов» коррозии таким образом: наночастицы, которые выполняют функции ингибиторов коррозии, необходимо подмешать к обычному, стандартному покрытию кузова автомобиля, придавая им такие свойства, благодаря которым они при возникновении необходимости мгновенно обеспечивают диффузию необходимых компонентов покрытия в поврежденную зону. Этот процесс напоминает процесс локализированного воздействия при затягивании раны на коже.
Уже более 10 лет назад профессором было доказано, что нано ингибиторы коррозии вполне способны перемещаться в уже затвердевшем покрытии авто. Именно тогда профессор обнаружил, что наночастицы на любой твердой поверхности, будь то стекло, керамика, либо металл ведут себя аналогично ионам в свободном растворе. Другими словами, указанные выше наночастицы, которые будут входить в состав нового защитного покрытия, будут стремиться обеспечить равновесие во всем объеме за счет быстрого выравнивания любой неровности, к примеру, царапины на поверхности, за счет диффузии.
Двигатель
Достаточно большой потенциал несут в себе разработки материалов, которые можно использовать для создания новых видов автомобильных двигателей. С каждым годом все более растут требования к экономичности двигателей, а также к снижению токсичности выхлопов автомобилей. По этой причине автомобильные конструкторы ведут достаточно активный поиск материалов, которые станут альтернативой стали и чугуну.
Наиболее перспективным в данной сфере считается модифицированный нанокомпозитными материалами пластик. Этот материал сможет стать основой создания новейших моделей автотранспорта.
С теоретической точки зрения, данный вид пластика сможет в значительной степени упростить весь процесс производства всевозможных деталей двигателя, параллельно улучшив их точность.
Прочность и жесткость модифицированного полимера близки к аналогичным характеристикам металлов, однако, пластик имеет меньший вес, и улучшенные показатели устойчивости к коррозии. Также, благодаря «нано пластику», есть возможность, в значительной мере, снизить уровень шума и уменьшить допуски технологические.
Наличие нанокристаллических компонентов в деталях, которые работают в условиях высоких температур, таких как, топливные форсунки, свечи зажигания, свечи накаливания и др., может значительно продлить им срок эксплуатации.
Амортизаторы
В современном автомобилестроении с недавних пор применяют «феррожидкость» в качестве регулируемых по высоте амортизаторов. Феррожидкость получают следующим образом: в специальный состав добавляют оксид железа, который является наночастицами магнетита. Такая жидкость может менять свою вязкость при помощи магнита.
Стекла
В данной сфере производства автомобилей осуществляются испытания системы электрохромной. Данную систему планируется использовать как покрытие зеркал, как боковых, так и салонных. Благодаря определенной химической обработке, ионы лития перемещаются, атомы образуют слой (ултратонкий), который делает светопропускную способность стекла иной, с эффектом затемненности.
Используя диоксид титана (TiO2), разработчики создали технологию поверхностей самоочищающихся. Работает данная технология таким образом:
- грязь попадает на поверхность, покрытую описанным выше веществом;
- на нанопокрытие, изготовленное с TiO2 попадают ультрафиолетовые лучи;
- происходит фотокаталитическая реакция;
- молекулы воды, находящиеся в воздухе, превращаются в окислители (достаточно сильные) – радикалы гидроокиси;
- окислители расщепляют грязь.
Также достаточно успешно проходят работы по разработке солнечных батарей с новыми возможностями новых технологий. В мелкосерийное производство запущен такой продукт, как крыша автомобиля, покрытая слоем фотоэлементов, с мощностью около 30Вт.
Автокосметика
Использование нанотехнологий в производстве автокосметики позволило создать качественно новые, улучшенные полироли и шампуни.
К примеру, наноразмерные частицы, вошедшие в состав новых полиролей, позволяет в значительной степени усилить их защитные свойства. Наноразмерные частицы могут гораздо лучше заполнять всевозможные структурные повреждения слоя лакокрасочного покрытия. Кроме того, «нанополироль» образует на поверхности покрытия достаточно износостойкий защитный слой. Данный слой практически не поддается разрушению за счет очень плотной сетке поперечно-межмолекулярных связей наночастиц.
Трение
Достаточно динамично сейчас развивается сфера нанотехнологий в области создания составов:
- антифрикционных высокоэффективных;
- противоизносных;
- охлаждающих.
В процессе проведения испытаний, было выявлено, что использование данных составов способствует следующим изменениям:
- уменьшению расхода топлива на 2-7%;
- уменьшению износа деталей в 1,5-2,5 раза;
- увеличению мощности двигателя на 2-4%.
Добавленные в состав автомобильных шин наночастицы, способствуют увеличению их гибкости, а также уменьшению износа.
Большое внимание уделяется перспективам развития электронных компонентов автотранспортных средств с использованием нанотехнологий.
Наверняка в ближайшем будущем практически все детали автомобиля будут «отмечены» вмешательством нанотехнологий. Можно только предположить, как через несколько десятков лет будут выглядеть автомобили – возможно как пресловутые сапоги-скороходы (для туристов), либо как ковер-самолет (для вечно спешащих бизнесменов) и т.д.
|
