Возможности нанотехнологий в усовершенствовании автомобиля

Нанотехнологии в автомобилестроении

Рис.1. Волокнистые композиты

При использовании углеродных, стеклянных, арамидных и борных волокон, содержащихся в материале в кол-ве 50-70%, созданы композиции с ударной прочностью и ударным модулем упругости в 2-5 раз большими, чем у обычных конструкционных материалов и сплавов. Кроме того, волокнистые композиционные материалы превосходят металлы и сплавы по усталостной прочности, термостойкости, виброустойчивости, шумопоглощению, ударной вязкости и другим свойствам.

Развитие приборо-, авиа- и ракетостроения, химической и других отраслей промышленности требует создания новых ПКМ с улучшенным комплексом свойств. Известно, что температура, при которой ПКМ сохраняют формоустойчивость и свойства, не превышает 400ºС, а углеродные материалы способны работать при 600-1000ºС. ПКМ на основе фенолоформальдегидных смол (ФФС) при высоких температурах образуют термостойкие углеродные материалы. Введение металлокомплексных соединений в ПКМ в наноразмерном состоянии (до 100 нм) приводит к улучшению свойств. Наноразмерные частицы (НРЧ) существенно отличаются от металлических порошкообразных наполнителей с размером частиц более 0,1-10 мкм, обычно используемых при создании ПКМ тем, что проявляют квантово-размерные свойства. Стабилизированные НРЧ, равномерно распределенные в полимерной матрице, уже при малых содержаниях в ПКМ (до 5 масс %) способны образовывать дополнительные узлы сетки, взаимодействовать с полимерными матрицами, что может привести к изменению прочностных характеристик полимерных нанокомпозитов (НК).

Автомобили будущего станут более комфортными и интеллектуальными, основанными на легких и прочных материалах, миниатюризации и новых энергетических установках. Практически каждая деталь автомобиля может быть усовершенствована при помощи нанотехнологий. Сегодня нанотехнологии внедряют несколько крупнейших производителей, но к 2010 году их будут использовать все автомобилестроители и большинство их поставщиков. 70 ведущих мировых автомобилестроителей, включая Renault, General Motors, BMW, Toyota, Audi, Ford, Volkswagen, Mercedes-Benz, Opel, Ferrari, MAN, FIAT, Volvo, Hyundai, Honda, Nissan, Chrysler, Jaguar, Porsche, Peugeot, Saab, Rover, Citroen, Huachangcar, Mazda, Alfa Romeo, Asia Motors, Mitsubishi, Vauxhall, Subaru и др., провели совместное исследование возможностей применения нанотехнологий в автомобилях с 2002 до 2015 года.

- Генерация и хранение энергии

- Топливные ячейки

- Солнечные батареи

- Хранение энергии

- Электричества

- Водородного топлива

- Углеводородного топлива

- Топливные катализаторы

Наноструктурированные материалы / нанокомпозиты / наночастицы

- Легкие каркасные материалы

- Огнеупорные и термостойкие материалы: Увеличение прочности, жесткости и долговечности

- Умные, сверхмягкие рессоры