فناوری نانو و خودرو های امروز

در سال های اخير گزارش هايی به گوش می رسد که نانوفناوری در حال دگرگون کردن دانش بشر است. هزينه های توسعه ، به سوی توسعه ی نانوفناوری سرازير شده اند. پتانسيل گسترده اين شاخه از دانش، خودروسازان بزرگ دنيا را به سمت آغاز برنامه های پژوهش و توسعه در زمينه فناوری نانو سوق داده که اين فعاليت ها اغلب با همکاری دانشگاه ها و صنايع ديگر همراه است.
در ادامه به معرفی کوتاهی از نمونه های کاربرد فناوری نانو در صنعت خودرو می پردازيم:

نانوکامپوزيت ها

مواد کامپوزیتی مواد مهندسی ای هستند که از دو یا چند جزء تشکیل شده اند به گونه ای که این مواد مجزا و در مقیاس ماکروسکوپی قابل تشخیص هستند. کامپوزیت از دو قسمت اصلی ماتریکس(زمينه) و تقویت کننده(پرکننده) تشکیل شده است. ماتریکس با احاطه کردن تقویت کننده آن را در محل نسبی خودش نگه می دارد و تقویت کننده موجب بهبود خواص مکانیکی ساختار میگردد.
يکی از گسترده ترين کاربردهای فناوری نانو در صنعت خودرو تا کنون ساخت نانو کامپوزيت ها بوده است. از آنجا که در نانوکامپوزيت ها، ذرات بسيار ريز (نانوذرات)، استحکام و دوام رزين را بسيار بالا می برند، جايگزين مواد مرسوم مانند ميکا و تالک شده اند. اما علاوه بر ويژگی های فيزيکی بهتر، اين کامپوزيت ها دارای دو برتری ديگر نيز می باشند:
نخست اينکه نانوذرات با ايجاد ماتريکس (زمينه) يکنواخت و هموار به طور قابل توجهی زيبايی بيشتر را فراهم می کنند و بنابراين نانو کامپوزيت ها سطح زيبا تر و رنگ های شفاف تری دارند.
همچنين نانوکامپوزيت ها به دليل نياز به مواد تقویت کننده ی کمتر، تا حدود بيست درصد نسبت به کامپوزيت های رايج سبک ترند.

اثر نيلوفری و کاربرد آن در ساخت سطوح خود تميز شونده

يکی از شناخته شده ترين مزيت های فناوری نانو اثر نيلوفری ست که سطوح خود تميز شونده را امکان پذير می سازد. به سبب ساختار بسيار صاف و يکنواخت سطح گل نيلوفر، قطرات آب و گرد غبار از روی گلبرگ ها می لغزند بی آنکه اثری روی آنها به جای گذارند.
بنابراين اگر سطوح اجسام دارای ساختار بسيار صاف و صيقلی (در مقياس نانو) باشند، ذرات آلودگی و همچنين آب روی آنها باقی نخواهد ماند.
رنگ ها و پوشش های سقف خودرو که اين اصل طبيعی را به کار می برند امروزه در بازار موجود می باشند. ساختار نانويي اين سطوح، از جمع شدن ذرات آلودگی و قطرات بسيار ريز آب نيز جلوگيری می کند. همچنين رينگ های خود تميز شونده نيز با استفاده از اين ويژگی در حال توليد هستند.
همچنين پوشش نانويی در حال توليد است که با اضافه کردن آن به سطح شيشه خودرو (برای مثال به روش اسپری کردن)، فرورفتگی های بسيار ريز سطح شيشه را پر کرده و سطح صاف و بدون پستی و بلندی ايجاد می کند و در نتيجه قطرات ريز آب و گرد و غبار روی شيشه باقی نمی ماند و بنابراين موجب افزايش ديد راننده، استهلاک کمتر برف پاکن ها و نياز کمتر به شستشوی شيشه و همچنين بهبود ديد در شب در نتيجه کاهش انعکاس مضر نور می شود.
در تصوير زير چگونگی اين فرآيند نشان داده شده است.

شيشه های نوين با توانايی بازتاب پرتو فروسرخ

نمونه ای ديگر از کاربرد های نانوفناوری در صنعت شيشه خودرو، شيشه هايی با قابليت بازتاب پرتو فروسرخ نور خورشيد می باشد. به اين گونه که يک لايه بسيار نازک از نانوذرات بين دو لايه ی شيشه قرار گرفته اند که وظيفه آنها بازتاباندن پرتو فرو سرخ نور خورشيد و در نتيجه جلوگيری از گرم شدن زياد داخل خودرو می باشد.

مبدل های کاتاليستی

همانطور که می دانید اگر احتراق به طور کامل و ايده آل رخ دهد خروجیهای حاصل از آن، آب، نیتروژن (N2) و دی اکسید کربن (CO2) می باشد و اگر احتراق در شرایط ايده آل رخ ندهد مثلا برای احتراق هوای مناسب وجود نداشته و.... در اینصورت خروجیهای حاصل از احتراق، گازهای زیان آوری همچون مونو اکسید کربن (CO)، گروه گازهای (NOx) و هیدروکربنهای نسوخته (CH) می باشند. وظيفه مبدل کاتاليستی که در مسير گازهای خروجی از موتور قرار می گيرد اين است که گازهای فوق را به گازهای بی خطر تبدیل کند.
يکی از ويژگی های نانوذرات که در توليد مبدل های کاتاليستی استفاده شده چنين است: سطح تماس ذرات با کاهش اندازه آنها و افزايش تعدادشان (به طوری که جرم کلی مجموعه ثابت بماند) افزايش می يابد. يک دسته از واکنش های شيميايی روی سطح کاتاليست ها رخ می دهند و بنابراين سطح تماس بيشتر، کاتاليست فعال تری را موجب می شود. از اين رو به کارگيری نانوذرات در مبدل های کاتاليستی منجر به توليد مبدل های موثر تر خواهد شد.
منبع: www.cloudysky.ir
/خ