Графен в автомобилестроении: как нанотехнологии облегчают и укрепляют машины
Краткое резюме
Учёные разработали композит Gratek с графеном, который делает автомобильные детали на 20% прочнее и на 18% легче по сравнению со стандартным стеклонаполненным полипропиленом. Это позволит снизить массу автомобиля и повысить его безопасность и долговечность.
В производстве автомобилей применяются сложные технологии, и внедрение новых материалов может значительно повысить их технологичность.
Пластик, усиленный стекловолокном, например, стеклонаполненный полипропилен, уже давно используется в автомобильной промышленности для изготовления различных деталей кузова и салона. Однако благодаря новым нанотехнологиям даже этот привычный материал можно усовершенствовать.
Учёные разработали композит Gratek, который, по заявлениям разработчиков, делает детали примерно на 20% прочнее и на 18% легче по сравнению со стандартным стеклонаполненным полипропиленом. Это стало возможным благодаря использованию графена.
Графен — это одноатомный слой углерода с решёткой в форме сот, который обладает высокой прочностью, гибкостью и химической устойчивостью. Кроме того, графен отличается хорошей электрической и теплопроводностью, что делает его полезным в сложных технических системах.
Применение графена в автомобильных композитах позволяет одновременно снизить массу и повысить механическую прочность деталей. Это важно для автопроизводителей, так как уменьшение массы автомобиля способствует снижению расхода топлива или увеличению запаса хода электромобилей, а усиление конструкции повышает безопасность и долговечность.
Нелло Дэвид Сансоне из Университета Торонто в лаборатории Multifunctional Composites Manufacturing Laboratory исследовал способы интеграции графеновых нанопластинок в стеклонаполненный полипропилен. В сотрудничестве с производителем автокомпонентов Axiom Group был разработан материал Gratek, который сочетает стекловолокно, полимерную матрицу и небольшое количество графена.
Ранее при попытках использовать графен в автомобильных деталях возникала проблема: нанопластинки имели тенденцию образовывать кластеры при переработке, что приводило к растрескиванию и разрушению материала. Это нивелировало потенциальные преимущества графена и делало конструкцию менее надёжной. Однако Сансоне предложил новый подход к решению этой проблемы.