فناوری نانو و دنیای خودرو

یکی از مهم ترین کاربردهای فناوری نانو در صنعت خودرو ساخت نانوکامپوزیت ها است. دانشمندان توانسته اند قطعات نانوکامپوزیتی را جایگزین قطعات کامپوزیتی خودرو کنند. قطعات نانوکامپوزیتی سطح زیباتر و رنگی شفاف تر دارند و به دلیل نیاز به مواد تقویت کننده ی کم در نانوکامپوزیت ها، قطعات با 20 درصد کاهش وزن تولید شده است که در مجموع وزن خودرو کاهش می یابد. این ویژگی مورد توجه بسیاری از شرکت های خودروسازی است.

از کاهگل تا نانو کامپوزیت

در گذشته از کاهگل برای ساختن دیوارهای خانه ها استفاده می شد. ترکیب کاه با گل به دیوارها استحکام می بخشد. نه کاه و نه گل به تنهایی دارای این خاصیت نیستند، اما ترکیب آن ها چنین خاصیتی را ایجاد می کند. امروزه نیز دانشمندان از همین روش استفاده می کنند، که نه تنها برای استحکام بخشیدن بلکه برای رسیدن به برخی از خواص دیگر نیز موثر است. این ترکیب کامپوزیت نام دارد.

کامپوزیت، ترکیبی است که از نظر ماکروسکپی از چند ماده متمایز ساخته شده است و این اجزا به آسانی از یک دیگر قابل تشخیص هستند. تولید کامپوزیت برای ایجاد تغییر و بهتر کردن خواص فیزیکی و شیمیایی مواد است. در واقع هدف از ایجاد و تولید کامپوزیت ایجاد ماده ای ترکیبی با خواص ویژه مورد انتظار است.

اکنون ببینیم نانوکامپوزیت چیت. در واقع نانوکامپوزیت همان کامپوزیت است که یک یا چند جزء آن ابعادی کم تر از 100 نانومتر دارد.

نانوکامپوزیت ها از دو فاز تشکیل می شوند؛ فاز اول یک ساختار بلوری است که در واقع پایه یا زمینه ی نانوکامپوزیت محسوب می شود و ممکن است از جنس پلیمر، فلز یا سرامیک باشد. فاز دوم نیز ذرات نانومتری هستند که به عنوان تقویت کننده یا مواد پرکننده به منظور اهداف خاصی از قبیل افزایش استحکام، مقاومت، هدایت الکتریکی، خواص مغناطیسی و غیره در درون فاز اول توزیع می شوند.

یکی از معروف ترین و شناخته شده ترین کاربردهای فناوری نانو، اثر ((لوتوس)) یا همان اثر نیلوفری است که باعث به وجود آمدن سطوح خود تمیزشونده می شود. امروزه در صنایع خودروسازی از این اثر برای رنگ کاری و پوشش های سقف خودرو استفاده می کنند. هم چنین از این اثر در شیشه های خودروها استفاده می شود در واقع از این اثر برای جلوگیری از جمع شدن ذرات آلوده و قطرات آب استفاده می شود.

تولید پوشش های نانویی و استفاده از آن ها در صنایع خودروسازی (برای مثال به روش اسپری کردن)، منجر به ایجاد سطوحی آب دوست یا آب گریز می شود که موجب افزایش دید راننده، استهلاک کمتر برف پاکن ها و استفاده ی کمتر از شیشه پاکن ها می گردد.

یکی دیگر از موارد استفاده ی نانوفناوری، تولید شیشه هایی است که می توانند پرتو فروسرخ نور خورشید را بازتاب کنند. برای این کار، لایه ی بسیار نازکی از نانوذرات را بین دو لایه ی شیشه قرار می دهند که وظیفه ی این نانوذرات بازتاباندن پرتو فروسرخ نور خورشید و در نتیجه جلوگیری از گرم شدن زیاد داخل خودرو است. در بخش تولید لاستیک خودرو، فناوری نانو توانسته است با جایگزینی کربن سیاه لاستیک ها با ذرات رس و پلیمرهای نانومتری، باعث تولید لاستیک هایی سازگار با محیط زیست و مقاوم در برابر ساییدگی شود. افزودن ذرات نانومتری خاک رس به لاستیک باعث افزایش مقاومت آن در برابر سایش، افزایش مقاومت گرمایی، کاهش قابلیت اشتعال، افزایش استحکام مکانیکی و کاهش وزن لاستیک می شود.

استفاده از فناوری نانو در ساخت خودروهای دنیای نو

شرکت آلمانی خودروسازی BMW با استفاده از فناوری نانو، خودروی جدیدی به نام GINA طراحی کرده و در موزه ی شرکت به نمایش گذاشته است.

ویژگی اصلی این خودرو، طراحی خاص آن است. این خودرو قابلیت تغییر شکل بدنه را در زمان کوتاه دارد. نانو خودرو GINA با استفاده از یک پارچه از جنس نانو که به عنوان بدنه بر روی بازوهای هیدرولیکی متحرک کشیده شده است، قابلیت تغییر طرح بدنه را در مدت زمان کوتاهی دارد.

در واقع طراحی این خودرو آغاز راه تولید خودروهایی است که قابلیت تغییر شکل بدنه در زمان کوتاه و سرعت بالا و هزینه ی پایین را دارند.

مزایای این خودرو عبارتند از:

  • پایین آمدن هزینه ی تولید بدنه
  • سبک تر شدن خودرو
  • تغییر طرح خودرو با استفاده از بازوهای هیدرولیکی
  • تغییر رنگ خودرو با هزینه ی بسیار پایین
  • کاهش هزینه ی ناشی از خسارت های تصادف
  • کاهش مرگ و میر ناشی از تصادف

منابع


دنیای نو در ابعاد نانو (فناوری نانو)/ نویسنده: نگار زاده ختمی مآب و رضا ایجادی؛ انتشارات کانون پرورش فکری کودکان و نوجوانان، تهران