試論納米技術(shù)在汽車研發(fā)中的應(yīng)用

張奧

摘 要：汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分依賴于材料與技術(shù)之發(fā)展。當(dāng)前納米技術(shù)在汽車研發(fā)中的運(yùn)用已成為全球性的潮流，而且也為新技術(shù)的誕生與發(fā)展打下了強(qiáng)大的基礎(chǔ)。從上個世紀(jì)八十年代以來，納米技術(shù)在材料學(xué)、化學(xué)以及機(jī)械等領(lǐng)域得到了極大的應(yīng)用。當(dāng)前納米技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品均處在更新?lián)Q代的新時期，而且逐步進(jìn)入到汽車研發(fā)之中。本文在對納米技術(shù)進(jìn)行概述的基礎(chǔ)上，論述了納米技術(shù)對于汽車研發(fā)的積極作用，并闡述了納米技術(shù)在汽車研發(fā)中的主要運(yùn)用方式。

關(guān)鍵詞：納米技術(shù)；汽車；研發(fā)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.032

近年來我國汽車業(yè)得到了非常快的發(fā)展。截止2015年，我國就已建立健全了汽車的標(biāo)準(zhǔn)體系。所以說，汽車行業(yè)要想得到更快的發(fā)展，必然難以離開對技術(shù)加以創(chuàng)新，如此一來，隨著納米技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，也推動著我國汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)新的發(fā)展。這樣一來，即可發(fā)現(xiàn)納米技術(shù)之運(yùn)用能夠促進(jìn)汽車行業(yè)取得更大的發(fā)展。納米技術(shù)可運(yùn)用到汽車的諸多部位，比如，底盤、輪胎或者車體等。直到現(xiàn)代，我國依然在深入研究怎樣更為高效地運(yùn)用納米技術(shù)以實(shí)現(xiàn)汽車的研發(fā)進(jìn)程。

1 納米技術(shù)概述

所謂納米材料，主要是由金屬、金屬化合物、無機(jī)物或者聚合納米微顆粒通過壓制、燒結(jié)或者濺射產(chǎn)生的材料。因?yàn)轭w粒的大小屬于納米級，所以表面原子之比例相當(dāng)大，通常達(dá)到了總原子數(shù)的一半左右。恰恰是因?yàn)檫@一特殊的結(jié)構(gòu)，讓納米材料自身具備了量子的尺寸和界面無序性等特性，讓材料具有了比傳統(tǒng)材料更好的突出特點(diǎn)，如今已發(fā)展為材料科學(xué)研究的前沿以及熱點(diǎn)問題。我國汽車產(chǎn)業(yè)的研發(fā)工作就十分依賴于材料科學(xué)的進(jìn)展與運(yùn)用。比如，納米材料的界面就具備了無序性的特點(diǎn)，導(dǎo)致表面活性相當(dāng)高，所以能夠制為各類高性能催化劑。同時，因?yàn)榧{米粒子的尺寸比可見光波長更短，所以納米材料能夠展現(xiàn)出較好的透明度以及光澤度，在汽車工業(yè)中會有極大的用途。

2 納米技術(shù)對于汽車研發(fā)的積極作用

任何一門學(xué)科均不是孤立存在的。納米技術(shù)與別的技術(shù)比較起來，其所牽涉到的范圍更廣。近年來在電子學(xué)、材料學(xué)、醫(yī)學(xué)、汽車甚至國防領(lǐng)域均有其存在的印跡，且成果很大，特別是在汽車研發(fā)之中，納米技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展為新、舊科技的聯(lián)結(jié)點(diǎn)與孵化器。具體來說，納米技術(shù)對于汽車研發(fā)主要有以下積極作用：

（1）納米技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于汽車生產(chǎn)過程之中。納米技術(shù)幾乎能夠運(yùn)用到汽車的所有位置，包括內(nèi)裝、車身、動力與傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)等。材料的類別非常多，包括了納米塑料、納米陶瓷、納米涂料以及納米橡膠等。如納米材料能夠提升車身的鋼板結(jié)構(gòu)，納米涂料能夠讓車漆更加光亮。這些材料都具有非常強(qiáng)的物理性能，對汽車的安全環(huán)保等具有非常大的幫助。

（2）納米技術(shù)能夠降低汽車零部件出現(xiàn)的損耗率。機(jī)械零部件在經(jīng)過了長時間的使用之后，極易闡述磨損與腐蝕，從而導(dǎo)致相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失。納米潤滑劑能夠使用自身極好的摩擦特點(diǎn)，把粒子使用合理方式和油液加以混合，產(chǎn)生懸浮液之后在運(yùn)用吸附、游離或者擴(kuò)散等方式形成保護(hù)膜。

（3）納米技術(shù)有效能夠減少尾氣污染的排放量。大氣污染已經(jīng)成為全球各國均高度重視與抓緊解決的重要課題。那些超標(biāo)的二氧化硫、一氧化碳以及氮氧化物等一旦在大氣中進(jìn)行擴(kuò)散與蔓延，就會極大地影響到人類的身心健康。碳納米管和納米汽油等各類新型納米材料以及技術(shù)之運(yùn)用，能較好地緩解與解決有害氣體產(chǎn)生污染的問題，從而極大地凈化空氣。

3 納米技術(shù)在汽車研發(fā)中的主要運(yùn)用方式

（1）在汽車涂料中的運(yùn)用。汽車的外表層不僅要美觀，而且更加重要的是要應(yīng)當(dāng)具有耐久性、水蒸氣和各類空氣之中的原子分子反應(yīng)所具有的性能。具體來說，納米技術(shù)在汽車涂料中有以下應(yīng)用：一是納米面漆。汽車的面漆是對其質(zhì)量所進(jìn)行的一種直觀性評價，不僅能決定汽車是否美觀，而且還會直接地影響到我國汽車市場的實(shí)際競爭力。因此，汽車面漆不僅應(yīng)當(dāng)具備極好的裝飾性，而且還應(yīng)當(dāng)具備極好的耐久性，也就是要能夠抵抗紫外線、水分、酸雨以及抗劃痕等性能。納米涂料能夠切實(shí)滿足以上要求。納米顆粒被分散至有機(jī)聚合物的骨架之中，能夠提升材料韌性以及別的機(jī)械性能。將納米高嶺土作為所需填料，所制成的復(fù)合材料不但透明，而且還具備吸收紫外線的特點(diǎn)，同時還可提升熱穩(wěn)定性。二是碰撞變色涂料。這是為了更好地防范汽車碰撞之后產(chǎn)生隱患。該種涂料內(nèi)含微型膠囊，其內(nèi)裝有染料，所以涂了這類涂料的汽車，如果外殼遭遇強(qiáng)力碰撞，膠囊會在瞬間破裂并釋放出染料，讓受碰撞的部位顏色快速變?yōu)橹付ㄉ瑥亩鹑藗兊闹匾暋．?dāng)前汽車外殼之上的油漆在受撞之后并不會變顏色，僅僅是外觀上稍有變化，如此其內(nèi)部創(chuàng)傷并不容易被發(fā)現(xiàn)而出現(xiàn)隱患。在運(yùn)用了碰撞變色涂料之后，還可依據(jù)變色狀況對撞傷位置加以修復(fù)，從而去除隱患。三是抗石擊涂料。汽車車體最為接近地面的那部分，往往會受到各類飛濺起來的碎石和瓦礫的沖擊，因而最好是運(yùn)用具有較強(qiáng)抗石擊性的防護(hù)性涂料。在汽車窗導(dǎo)槽這些容易被摩擦而遭受損失的部位，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用摩擦系數(shù)比較低的涂料。可以在汽車涂料之中增加納材料以提升涂層具有的強(qiáng)度，進(jìn)而提升耐磨性。四是除臭涂料。新車通常存在異味，主要是汽車裝飾材料當(dāng)中樹脂添加劑含有的揮發(fā)性物質(zhì)。納米材料具備了非常強(qiáng)的抗菌、消臭、吸附等功能，所以將一些納米微粒作為載體，可以吸附相關(guān)的抗菌離子，從而形成脫臭涂料，以實(shí)現(xiàn)殺菌和抗菌之目的。

（2）在汽車烤漆中的運(yùn)用。汽車烤漆一旦出現(xiàn)剝落和老化，就會極大地影響到汽車的美觀度，老化又是其中很難加以控制的。影響汽車烤漆老化的因素是多種多樣的，最為重要的應(yīng)當(dāng)屬于太陽光之中的紫外線。紫外線易導(dǎo)致材料分子鏈出現(xiàn)斷裂，會造成材料性能出現(xiàn)老化，以至于高分子塑料與有機(jī)涂料容易出現(xiàn)老化。由于紫外線會造成涂層當(dāng)中的成膜物質(zhì)也就是分子鏈會出現(xiàn)斷裂，產(chǎn)生十分活潑的游離基，進(jìn)而就會造成整個成膜物質(zhì)分子鏈出現(xiàn)分解，最后會造成涂層出現(xiàn)老化和變質(zhì)。對于有機(jī)涂層來說，因?yàn)樽贤饩€具備了極強(qiáng)的侵蝕性，所以如果能夠避開其作用，就能極大地提升烤漆耐老化之性能。當(dāng)前，最具遮蔽紫外線效用的材料當(dāng)屬納米TIOZ，其對紫外線所實(shí)施的屏蔽主要是散射，通過理論可推導(dǎo)出該材料的粒徑在65至130nm間對紫外線散射具有最好的效果。

（3）在汽車橡膠輪胎中的運(yùn)用。在汽車輪胎橡膠生產(chǎn)過程之中，橡膠助劑中的絕大多數(shù)呈粉體狀，比如，炭黑和白炭黑之類的補(bǔ)強(qiáng)填充劑與促進(jìn)劑等。對于粉體狀物質(zhì)來說，實(shí)現(xiàn)納米化可以說是目前這一時期十分重要的發(fā)展趨勢。實(shí)際上，納米材料與橡膠工業(yè)本來就具有相當(dāng)密切的聯(lián)系。絕大多數(shù)粉體狀橡膠助劑的粒徑均處于納米材料的范圍之內(nèi)，或者是接近于納米材料的范圍。比如，炭黑的粒徑大約是11至500nm，而白炭黑的粒徑則處于1至110nm之間。我國在橡膠類產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中運(yùn)用納米材料，是從上個世紀(jì)初葉開始使用炭黑補(bǔ)強(qiáng)起步的，到了上個世紀(jì)四十年代，開始使用納米白炭黑以補(bǔ)強(qiáng)橡膠輪胎。當(dāng)前，全球知名輪胎制造企業(yè)都在逐步用白炭黑取代炭黑來制造綠色、節(jié)能輪胎。

4 結(jié)束語

綜上所述，自從納米技術(shù)被挖掘出來之后，被大量運(yùn)用到諸多領(lǐng)域之中，特別是能夠應(yīng)用到汽車研發(fā)之中，更是發(fā)揮了促進(jìn)汽車工業(yè)發(fā)展的重大價值。如今，納米材料的運(yùn)用為我國汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出了積極貢獻(xiàn)。筆者堅信，納米技術(shù)必然會在今后的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中產(chǎn)生更大的價值、發(fā)揮更大的作用。

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