Экология. Обработка и передача информации

Производство

Обработка и передача информации

Биометрические системы

Программируемые материалы

- Другие функциональные материалы

- Наноэлектроника

- Сверхточные сенсоры и анализаторы

- Системы GPS-навигации на основе МЭМС-датчиков

- Сверхточные микроакселерометры

- Мониторинг перемещения

- Мониторинг давления

- Мониторинг заклинивания и повреждений

- Мониторинг износа

- Мониторинг климата

- Интеллектуальное управление двигателем

- Дисплеи, внешнее и внутреннее освещение

- Электроника, работающая в широком диапазоне температур

- Противоугонные системы

- Датчики контроля безопасности и окружения

- Акселерометры подушек безопасности

- Сверхъемкие аккумуляторы

- Обработка изображений

- Автомобильная телематика

- Дистанционное управление

- Мультимедиа-архитектура

- Элементы искусственного интеллекта

- Интеграция CMOS-микроэлектроники в системы управления

Биомедицинские приложения

- Гигиена

- Система эвакуации

- Интерактивный эргономичный дизайн

- Снижение вибрации и шума

- Измерение и контроль

- Инструменты, станки и машины

- Автоматизация и телеуправление

- Снижение стоимости сырья

- Снижение энергопотребления

- Анализ дефектов и структуры материалов

- Фильтрация и очистка выхлопных газов

- Экологичное производство

- Переработка старых автомобилей

- Биодеградируемые материалы

- Восстановление и ремонт

Автомобильная промышленность проявляет большой интерес к нанотехнологиям, обеспечивающими новые возможности значительного уменьшения веса, улучшения эксплуатационных качеств, внешнего вида и пригодности к переработке для вторичного использования. Также исследуются новые направления использования нанокомпозитных материалов.

Изготовители комплексного оборудования и ряд поставщиков в сотрудничестве с академическими институтами, такими как Университет штата Мичиган (Michigan State University) и Университет Цинциннати (University of Cincinnati), стремятся найти перспективные области применения этих новых материалов. Нанотехнологии вызывают изменения во всей автомобильной отрасли, почти на каждом уровне использования материалов, комплектующих частей и систем. Буквально в каждом выпущенном в США автомобиле используются какие-либо из нанокомпозитных материалов, чаще всего это углеродные нанотрубки в сочетании с нейлоном, используемые в топливной системе для защиты от статического электричества. Компания Hyperion Catalysis планирует вводить нанотрубки в другие полимеры, применяющиеся в топливных системах автомобилей. Новый компаунд фторполимера с нанотрубками применяется при изготовлении уплотнительных колец для топливной системы автомобилей. Более десяти лет назад компания Toyota впервые применила при производстве автомобилей коммерческие нанокомпозиты, разработав композит нейлона с наноглиной для жесткого и термостойкого покрытия нейлоновых зубчатых ремней. Начиная с 2002 года, компания General Motors успешно применяет первые промышленные композиты с наноглинами и нанотальком при изготовлении накладок порогов для минивенов Safari и Astro; сейчас компания использует почти 250 тыс. кг нанокомпозитных материалов в год для изготовления различных наружных автомобильных частей и накладок, включая некоторые части автомобиля Hummer H2 SUT. Кроме композитов термопластичных эластомеров с наноглиной, компания исследует возможность применения углеродных нанотрубок для замены существующих термореактивных конструкционных композитов. Компания Dow Automotive развивает процесс реактивной экструзии для производства нанокомпозитов на основе наноглин и циклического бутилентерефталата (ЦБТ), производимого компанией Cyclics Corporation. Компании Further, Sud-Chemie AG и Putsch Kunststoffe GmbH разрабатывают семейство нанокомпозитов ELAN XP для внутренней отделки автомобилей на основе смесей полипропилена (ПП) и полистирола (ПС). ПП и ПС в обычных условиях несовместимы, однако минеральный наполнитель Nanofil компании Sud-Chemie образует с ними устойчивые к царапинам компаунды с приятной на ощупь однородной матовой поверхностью.

Всего через шесть месяцев после выхода на рынок, новый композит Elan XP (смесь полипропилена и полистирола) вошел в список финали­стов в категории «Материалы», вы­двигаемых Обществом переработ­чиков пластмасс США на присужде­ние звания «Лучший автомобиль­ный пластик». Определяющим для жюри стала высокая эффективность использования этого компо­зита, сочетающего равномерную матовую поверхность с очень высо­кой стойкостью к царапанию и усад­кой при формовании менее 1%. Ма­териал может заменить лакирован­ные элементы интерьера из полистирольных пластиков, сократив при этом расходы на 50%.Решающую роль в оптимизации свойств композита ПП/ПС для его применения в салонах автомобилей, сыграл Nanofil® SE 3000, относящийся к новому поколению нанодобавок, разработанных компанией Sued-Chemie AG из г. Моосбург. Высокое соотношение площади поверхности к массе - около 700 м²/г - обеспечивает крайне тонкое и чрезвычайно устойчивое распределение частиц ПС в матрице ПП. Готовый к переработке, окрашенный и стабилизированный композит ПП/ПС производит на двухшнековом экструдере компания Putsch GmbH (Нюрнберг), используя собственную технологию, специально оптимизированную для этих целей.
К первым серийным изделиям из композита ПП/ПС относится литой вентиляционный канал пространства для ног (см. фото), использующийся в различных моделях автомобилей Volkswagen и Audi, изготавливаемый фирмой Dr. Haubitz GmbH & Co. KG, специализирующейся на комплектующих и системах для автомобильной промышленности. В ближайшем будущем начнётся и серийное производство других элементов салона, в частности, обшивки для сидений.

И хотя на церемонии награждения 16 ноября 2005 года в Ливонии, Мичиган/США, награду получила другая новинка, тот факт, что нанокомпозит ПП/ПС был номинирован на присуждение награды SPE в области инноваций практически сразу после выхода на рынок, свидетельствует о его исключительных инновационных свойствах. В основанном на доверии тесном сотрудничестве, удалось разработать инновационный материал, отличающийся специфическими свойствами поверхности. Специалисты компании Ford's Research and Innovation Center также изучают ряд нанокомпозитных материалов, разрабатывая улучшенные покрытия и прочные материалы с повышенной износостойкостью. Компания образовала совместное предприятие с компанией Boeing и Северо-западным университетом США (Northwestern University) для исследования промышленного

применения нанотехнологий.

В последние годы постепенно расширяется применение в автомобилях электропроводных полимеров. Область применения электропроводных полимеров простирается от наружных кузовных панелей, до оптических микропереключателей, наноразмерных интеллектуальных переключателей и датчиков. Термопластические нанокомпозиты, содержащие взвесь углеродных нанотрубок, стали основными композитными материалами для топливных трубопроводов, в которых полимеры заменяют традиционную сталь. Электропроводные полимеры разрабатываются также для использования в наружных панелях кузова, они могут быть окрашены на тех же электростатических окрасочных линиях, что и заменяемые ими стальные детали, позволяя значительно сократить капитальные вложения в монтаж нового оборудования по сравнению со специальными окрасочными линиями для окраски пластиковых панелей. Среди основных направлений применения нанокомпозитов в автомобилестроении в последующие 10 лет прогнозируется появление систем хранения водорода, топливных элементов и батарей суперконденсаторов. Эти направления окажут существенное влияние на создание новых устройств выработки и хранения электроэнергии, применяемых в автомобильной промышленности. Такое свойство нанокомпозитов, как огнестойкость, также обеспечит создание новой области применения – для оформления салона автомобиля, в то время как нанокомпозиты на основе биопластиков позволят пересмотреть отношение ко вторичному использованию и биоразложению материалов.