في وقت لاحق، مادة الجرافين فصل رسميا في عام 2004 من قبل الباحثين في جامعة مانشستر في شمال انجلترا خارج، لا يزال فقط مجرد "المراهقة" مواد جديدة، ولكن بدأت تنضج الإنتاج الضخم بشكل مطرد على مدى العقد المقبل، من المحتمل أن تؤدي مواد الجرافين إلى تغييرات مهمة في عالم التصميم والتصنيع ، بما في ذلك كفاءة المركبات الكهربائية والسيارات ذاتية القيادة.
نحتاج فقط لإضافة كمية صغيرة جدا من الجرافين إلى بعض المواد البلاستيكية ، والتي يمكن أن تغير خصائص وخصائص البلاستيك بشكل ملحوظ.في صناعة السيارات ، توصف التقنيات الجديدة دائما بأنها "ثورية" ، ولكن هذا غالبا ما يكون مع أطيب التمنيات ، لا يعتقد الجميع ، ولكن بالنسبة لمواد ناشئة ، طالما أن كلمة "قد" تضاف قبل "الثورية" ، فإن هذا الوصف موضوعي للغاية. قد 'هو' الثورية 'تكنولوجيا السيارات. في وقت لاحق، والمواد الجرافين فصل رسميا في عام 2004 من قبل الباحثين في جامعة مانشستر في شمال انجلترا، لا تزال فقط مجرد "المراهقة" المواد الجديدة، ولكن لم وقد بدأت تتقدم بثبات إلى الإنتاج الكبير الناضج ؛ ففي العقد التالي ، قد تؤدي مواد الجرافين إلى تغييرات كبيرة في مجالات التصميم والتصنيع ، بما في ذلك تحسين كفاءة السيارات الكهربائية والسيارات ذاتية القيادة.
Versarien الشركة كبير المهندسين التقنيين الدكتور أندرو ديكين مجموعة هندسة المواد المتقدمة مكرسة لتعزيز تطبيق المواد الجرافين من النظرية إلى الإنتاج الفعلي، واطلاق العنان لجعل هذه المواد الجديدة لخفض الوزن، وتعزيز والمواد البطارية تحسين تأثير ". عندما تستخدم بشكل صحيح، وأعتقد أن من المتوقع أن يكون 20٪ تخفيض الوزن مادة الجرافين جزء البلاستيكية المركبة، وسوف يكون ثوريا. علاوة على ذلك، بحكم الموصلية ممتازة، ومن المتوقع أيضا مادة الجرافين لتحسين أداء البطارية، وزيادة كبيرة تمديد عمر البطارية ".
كما متآصل، الجرافين هو الجرافيت (عادة لقلم رصاص ومواد التشحيم الجاف) المشتقات في الوقت الحاضر، والمواد الجرافين من الإنتاج على نطاق واسع من السيارات للا يزال الكثير من البحث والتطوير. قد ارتكبت الدكتور ديكين في تعزيز الجرافين في تصميم وتصنيع تطبيقات مركبة، ولكن أيضا صادقة حول التحديات المحتملة: "الجرافين في بعض الحالات من التطبيقات الممكنة يمكن أن يتحقق في غضون سنوات قليلة، في سيناريوهات أخرى قد تستغرق التطبيقات أكثر من عقد من الزمن ، وغالبًا ما يكون من الصعب الحكم على أوقات محددة ، ولكني واثق من إمكانات هذه المادة.
وتشير التوقعات إلى أنه بحلول عام 2020، وصناعة السيارات العالمية، واستخدام السنوي من البلاستيك قد يكون ما يصل إلى 600 طن من البلاستيك، ولكن المبلغ النهائي قد تتقلب: على سبيل المثال، إذا كان بالإضافة إلى ذلك من الجرافين أقوى وأخف وزنا من البلاستيك واستخدامه ليحل محل بالنسبة للمواد الأخرى ذات الكثافة العالية للكتلة ، قد يزداد المقدار النهائي من البلاستيك.
البلاستيك المقوى
تلتزم الدكتور ديكين وفريقه إلى قوة البلاستيكية بنسبة 30٪، وذلك لتقليل كمية ولكن يمكن تحقيق نفس أو قوة أكبر. ومع ذلك، فإن النوع الأكثر شيوعا من البلاستيك تصل إلى 13 نوعا من تصنيع السيارات، وجميع أنواع البلاستيك يجب على الجميع الذهاب من خلال إجراء الاختبار.
وقال الدكتور ديكين "يجب علينا تحديد الجرافين بإضافة نحو البلاستيك، ومختلطة بنسب محددة، مثل 1٪ إلى 5٪، وبعد ذلك، نحن بحاجة إلى تحسين جميع العمليات والتقنيات اللازمة؛ وأخيرا، فإن علينا تحسين اختبارها بشكل كامل، وزيادة قيادة الإنتاج على نطاق صغير إلى نطاق صناعي "في الوقت الحاضر ، بدأ الدكتور Deakin في استخدام مواد الجرافين لتحسين أداء الإطارات ، وألواح الجسم المركبة ، ومواد CFRP والبطاريات.
وقال: "في البداية، يجب علينا أن نجد السيناريوهات الأكثر أهمية، وبسبب هذا، ونحن نسعى لمساعدة عدد كبير من خبراء الصناعة. على سبيل المثال، يمكننا استخدام الجرافين لإطالة عمر الإطارات إلى المستوى الحالي لل 1.5 مرة، أو حتى 2 مرات، في حين يقلل من الحاجة لتصنيع جزيئات البلاستيك، والتي هي ذات أهمية كبيرة لحماية البيئة. وأشار تقرير صدر مؤخرا إلى أن في نهائي سكب في المحيط أقل من 1 الجسيمات مم من النفايات البلاستيكية، هناك أكثر من 28٪ من الاطارات. "الجرافين يساعد أيضا على تقليل وزن وحجم البطارية، وبالتالي عمليا تمديد الأميال من السيارة الكهربائية، ولديه القدرة على تحسين معدل شحن البطارية.
وعلاوة على ذلك، يمكن للالجرافين أيضا تحسين مقاومة تأثير لوحة من البلاستيك أو منطقة عازلة، وأيضا عندما تطبق على هيكل السيارة، ويمكن الحصول على أداء مماثلا. ولتحقيق النتائج المرجوة، وبطبيعة الحال، لا بد لنا باستمرار تحسين نسبة خلط من الجرافين. آخر من ناحية ، لا يستخدم الجرافين عادة لتعزيز الألومنيوم أو الفولاذ ، ولكن "استبدال هذه المعادن بالبلاستيك المقوى بالجرانيت بشكل مباشر" هو أيضًا فكرة بديلة.
وأوضح الدكتور ديكين: "تبدأ إذا الجرافين البلاستيك المقوى، وقطع صلابة التوائية ستبقى كما هي، أو حتى زيادة، وسوف قوة تأثير تحسين وبالتالي، ومن المتوقع أن يكون هناك المزيد والمزيد من مشاهد يستخدم الجودة. أخف المواد البلاستيكية ، CFPR و GRP.
حصلت Versarien الشركة في عام 2014. خبراء 2D، عندما كان الأخير الانتاج يوم الجرافين فقط 1 غرام، والآن مع معدات جديدة دخلت حيز الاستخدام، وتتوقع الشركة أن تكون في إنتاج يوم واحد الجرافين ارتفع إلى كيلوغرام واحد في وقت لاحق من هذا العام ( 2.2 رطل).
وفي هذا الصدد، قال الدكتور ديكن أن هذا العامل من إنتاج ما يعادل زيادة قدرها 1000 مرة. حسابية بسيطة، إذا كان متوسط الإنتاج اليومي من كل قطعة من المعدات يمكن أن يصل إلى 10 كجم (22 رطلا)، الجهاز 100 يمكن أن تعزز الانتاج اليومي للشركة واحد 1 طن. ويضيف الدكتور ديكن، "بالإضافة إلى ذلك، عندما التحسين كبير من البلاستيك الأداء، ويجب علينا أيضا التحكم في كمية من الجرافين (ربما 1٪ فقط أو أقل) للانضمام البلاستيك، وهو أمر مهم للغاية."
تفاصيل دكين Deakin على معدات إنتاج الجرافين وكيف يعمل هي مجرد كلمات قليلة ، مشيرا إلى أن الشركات المصنعة للبلاستيك يمكن بسهولة تثبيت هذه المعدات في مصانع الإنتاج القائمة.
في تعريف الدكتور ديكين، و 'حقيقية' طبقة الجرافين تتكون طبقة سميكة ذرة واحدة ليست سوى طبقة واحدة من ذرات الكربون. ومع ذلك، فإن معظم من الجرافين تقشر Versarien طبقة من المواد لا تزيد عن 5، أي أكثر من 90٪ من رقائق 10 طبقات ، مع متوسط أبعاد جانبي 2 ميكرون فقط.
وبالإضافة إلى ذلك، إعادة التدوير هي قضية هامة للأي مادة جديدة قبل البداية الرسمية للتطبيق يجب أن تنظر الدكتور ديكين يعتقد أن ظهور البلاستيك القديم الجرافين سوف 'إعادة هوان حياة جديدة "(على سبيل المثال، عند حدوث تدهور البلاستيك بسبب الأشعة فوق البنفسجية)، أيضا هو الحفاظ على خصائصه الأصلية أو أدائه ، وإعادة إدخال سلسلة التوريد.
ومع ذلك، فإننا لا نزال نواجه مشكلة طويلة الأمد:؟ وهذا بإضافة الجرافين للحد من استخدام المركبات البلاستيكية "كيف قال الدكتور ديكين في النهاية فعالة من حيث التكلفة:" نحن نتوقع أن من خلال استخدام التكنولوجيا لدينا، وهذا الجرافين حل البرنامج سوف حقا في السنوات المقبلة فعالة من حيث التكلفة، ويستغرق حوالي خمس سنوات. "حسنا، هذا هو مجرد ذرة طبقة واحدة سميكة من الجرافين في نهاية الأمر يمكن أن نطلق عليه الحقيقية" المواد الثورية "؟ هذا يستغرق وقتا للتحقق.