تايرهاي کم مصرف در راهند

پژوهشگران در تلاشند تا با استفاده از مواد جديد و افزودني هاي شيميايي، از اثرات منفي تايرها بر محيط زيست بکاهند
"جان دالوپ"، پسري داشت که هميشه از لاستيک هاي سفت دوچرخه اش شکايت مي کرد. بنابراين او اولين تاير بادي را در سال 1888 اختراع کرد. از آن زمان تا کنون، پيشرفت هاي زيادي در زمينه طراحي و ساخت تايرها صورت گرفته است. يکي از نقاط عطف و مهم در اين زمينه به سال 1973 و توليد تايرهاي راديال مجهز به کلاف هاي فولادي بود که ميزان مصرف سوخت خودروها را تا حد زيادي کاهش مي داد. هم اکنون توليد کنندگان تاير در حال تلاش براي يافتن راه هاي ديگري براي کاستن از مصرف سوخت خودرو از طريق بهسازي تايرها هستند.
يک پنجم انرژي مورد نياز خودروها در تايرها مصرف مي شود. تايرها با ايجاد اصطکاک با زمين موجب به حرکت درآمدن خودرو مي شوند.اما بخشي از انرژي وارد شده به تايرها به صورت گرما از بين مي رود. بر اساس برآورد کارشناسان، نزديک به 4 درصد آلاينده هاي دي اکسيد کربن جهان به واسطه ايجاد اصطکاک بيش از حد تايرها با سطح زمين و گرماي ناشي از آن به وجود مي آيد. به همين منظور، طراحان و توليد کنندگان تاير تصميم گرفته اند تا با کاهش اين اصطکاک و گرماي ناشي از آن، هم به محيط زيست و طبيعت خدمت کنند و هم چاره اي براي کاهش مصرف سوخت خودروها از طريق بهسازي تايرها پيدا کنند. با اين همه، چنين تغييراتي مي تواند پيامدهايي منفي نيز به دنبال داشته باشد از جمله کاهش استحکام و دوام تايرها، کاهش سطح چسبندگي تاير به جاده و افزايش احتمال سرخوردن خودرو.
براي چيره شدن به اين ضعف ها و نقص ها، محققان استفاده از مواد شيميايي جديدي موسوم به "نانو کامپوزيت" (1) را در تايرها پيشنهاد کرده اند. اين ريزساختارها قادرند پوشش مقاوم و در عين حال کم اصطکاک را در برابر هوا و زمين ايجاد کرده و از داغ شدن تاير در هنگام راه رفتن و از بين رفتن تدريجي آن به مرور زمان جلوگيري به عمل آورند.

صنعتي عظيم
 

طراحي و توليد تاير در جهان، صنعتي بزرگ و پيچيده اي است به طوري که در حال حاضر، بيش از يک ميليارد حلقه تاير در سال در سرتاسر جهان توليد مي شود. در سال هاي اخير، اين صنعت به يکي از صنايع مادر در بسياري از کشورها تبديل شده است چرا که ميزان استفاده از مواد گوناگون از قبيل انواع پلي استرها، فايبر گلاس ها و سيليکا در ساخت تاير به شدت افزايش يافته است. يک تاير مدرن به طور متوسط از 30 ماده مختلف طبيعي و مصنوعي تشکيل مي شود که ترکيب آنها موجب افزايش دوام و کارايي هر چه بيشتر تايرها مي شود.
شرکت فرانسوي ميشلن (2) که جزو شرکت هاي قديمي توليد کننده تاير در جهان است، محصولي جديد به نام "تاير کم مصرف" را به بازار ارائه کرده که به نحو چشمگيري موجب کاهش مصرف سوخت خودرو و در عين حال، چسبندگي خودرو به زمين مي شود. در ساخت اين تاير، 14 ترکيب پليمري جديد به کائوچو اضافه شده که ساختار مولکولي کائوچو را تغيير داده و واکنش هاي مولکولي تاير را در برابر عوامل بيروني به طور کامل تحت کنترل قرار مي دهد. به گفته مهندس "فارست پاترسون"، مدير فني شرکت ميشلن، اين تاير جديد در مقايسه با تايرهاي استاندارد کنوني، تا 8 درصد از مصرف انرژي خودرو مي کاهد و تاثير مثبتي در کاستن از آلايندگي دي اکسيد کربن خودرو دارد و بسيار بادوام تر از آنهاست.
شرکت آمريکايي گودير (3) نيز براي طراحي و ساخت تايرهاي کاهش دهنده مصرف سوخت خودرو گام هاي بلندي برداشته است. به گفته مقامات ارشد اين شرکت، مدل 2010 خودروي هيبريدي شرکت تويوتا به نام "پريوس" به تايرهاي کم مصرف گودير مجهز شده است. مهندسان شرکت گودير مدعي هستند که خودروهاي برخوردار از اين نوع تايرها مي توانند در هر سال به اندازه طي مسافتي برابر با 4 هزار کيلومتر در مصرف سوخت صرفه جويي کنند. در مدل هاي 2010 شرکت فورد و شورلت نيز از اين تايرها استفاده شده است.

نوآوري هاي پي در پي
 

توليد کنندگان مواد شيميايي نيز وارد اين عرصه شده و به توليد تايرهاي مطلوب تر کمک مي کنند. به عنوان مثال، شرکت آلماني لانکسر (4) کائوچوي نانويي جديدي به نام " نانوپرين" (5) را براي استفاده در تايرها توليد کرده است، که بنا به گفته مهندسان اين شرکت، هم به افزايش عمر مفيد تاير کمک مي کند و هم بر کارآمدي و چسبندگي مطلوب آن با جاده مي افزايد.
استفاده از اين نوع کائوچو در تايرهاي مخصوص زمستان (يخ شکن) نتايج بسيار خوبي به دنبال داشته است.
هم اکنون بسياري از شرکت هاي توليد کننده تاير در جهان، ساخت تايرهاي سبز يا همان "تايرهاي دوست محيط زيست" را سرلوحه تحقيقات و توليدات خود قرار داده اند تايرهاي معمولي از کائوچوي طبيعي يا پليمرهاي مشتق شده از نفت ساخته مي شود حال آن که در ساخت تايرهاي سبز از بيوپليمرهاي تجديدپذير و قابل بازيافت استفاده شده است. از جديدترين نوآوري هاي صورت گرفته در اين زمينه به استفاده از گل قاصدک و صمغ نوعي درختچه بياباني به نام گويايول(6) که در بيابان هاي جنوب غربي آمريکا و مکزيک مي رويد، مي توان اشاره کرد.
استفاده از ضايعات مواد غذايي و پسماندهاي خوراکي به عنوان عناصر سازنده تاير نيز مورد توجه بسياري از شرکت هاي سازنده تاير قرار گرفته است. به عنوان مثال، شرکت يوکوهاماي (7) ژاپن، تاير جديدي ساخته که ماده اصلي سازنده آن را روغن استخراج شده از پوست پرتقال تشکيل مي دهد که جزو پسماندهاي توليد آب پرتقال به حساب مي آيد. به گفته مهندسان اين شرکت ، بيش از 80 درصد ترکيبات تشکيل دهنده اين تاير را مواد غير نفتي و طبيعي تشکيل مي دهد و به همين دليل اين تاير را مي توان جزو "سبزترين تايرهاي دنيا" نامگذاري کرد. بازار هدف اين نوع تايرها، خودروهاي هيبريدي و خودروهاي شهري کم مصرف و پرکاربرد است. نکته جالب تر اين که آزمايش هاي انجام شده نشان دهنده کارآيي و مناسب بودن اين نوع تايرها براي استفاده در خودروهاي مسابقه اي از جمله پوروشه بوده اند.

پي نوشت ها :
 

1- Nanocomposits/
2- Michelin
3- Goodyear
4- Lanxess
5- Nanoprene
6- Guayule
7- Yo ko hama
 

منبع: ويژه نامه علم و فناوري اکونوميست
منبع: دانشمند شماره 567